高速行驶在高墩桥梁上的货运汽车,由于高墩桥梁的地理位置较高,桥面风环境的突变情况,桥上车辆受风场影响较大。而货运车辆高度及重心位置高,导致货车具有较高的侧风敏感性。在受到强侧风影响时,货运汽车受到的侧向力和倾覆力矩相对较大,容易发生侧倾、侧滑等事故。文章利用Starccm+软件仿真得到的结果,进行车辆侧倾,以及不同路面(干路面、湿路面、雪路面和冰路面)条件下进行侧滑分析,进而得到桥梁上货运汽车行驶的安全风速、安全车速限值,对货运车辆在高墩桥上行驶的安全性进行评价。

研究依托韩城跨黄河接万荣大桥工程,以货运汽车作为受力对象对高墩桥梁上栅栏式防风屏的挡风效果进行研究,采用k-ε两方程湍流模型对车辆-桥梁-防风屏系统之间的流场进行数值模拟,采用重叠网格技术实现不同部件之间的信息交换,对不同形式栅栏式防风屏的挡风效果进行研究。计算结果表明防风屏高度从2m增加到3.5m,车辆六分力系数平均降低幅度达到57%,透风率从40%减小到30%,车辆六分力系数平均降低幅度达到26%,设置3.5m高度和30%透风率的栅栏式防风屏最优。

为了研究高速列车运行经过地下车站时的气动效应,为地下高铁站设计提供参考,以某地下高铁站为背景,采用数值模拟的计算方法,建立了站前隧道-地下车站-列车的数值模型。运用滑移网格的计算方法,对列车运行经过地下车站的情况进行模拟。列车运行时速选定200、250、300和350 km/h,站台上布置25个测点进行监测,研究列车运行时速和站台位置两种因素对站台上气动风场的影响。结果表示(1)站台上的气动效应随列车运行时速越高变化越大;(2)列车经过地下站台后还会产生不可忽视的尾波;(3)站台上气动风场波动值最高的位置是站台入口处。

为解决地形受限而无法在隧道入口处设置缓冲结构的隧道气动效应问题,提出了一种新型的联通式内缓冲结构,基于三维、可压缩、非定常Navier-Stokes方程,采用k-ε两方程湍流模型,通过滑移网格技术,对列车高速驶入隧道所引起的压力波动进行了计算。通过将不同缓冲结构形式对隧道气动效应的减缓效果进行对比,选定出了此缓冲结构的最优形式。研究结果表明在隧道内部设置联通式内缓冲结构对于初始压缩波压力最大值pmax的降低效果并不显著,但可以大幅降低压力梯度最大值(dp/dt)max。联通式内缓冲结构开口数量n、距隧道入口距离l1、开口通道长度l2、横向通道与轴向通道的水力直径之比d1/d2以及横向通道长度l3等参数都会对隧道气动效应的减缓效果有一定程度的影响。当联通式内缓冲结构开口数量n=3,距隧道入口距离l1=20 m,开口通道长度l2=10 m,横向通道与...