风洞试验地面效应对列车流场结构及气动力的影响

刘涛，段大力，余以正

(1.中国铁路沈阳局集团有限公司，辽宁 沈阳 110000;2.中车长春轨道客车股份有限公司，吉林 长春130000)*

物体高速贴地运动时，地面会对物体产生剧烈的空气干扰，从而产生地面效应.高速列车风洞试验时，列车固定在试验专用地板上，列车前方来流会在地板表面形成边界层，并且边界层会顺着来流方向增厚，其对列车头尾部、底部流场特征、列车气动力、气动力矩等参数等均产生一定的影响，尤其是对高速列车尾部流场结构影响较大，使得风洞试验条件下地面效应与真实列车地面效应不一致，从而影响了对列车气动力、气动力矩的测量［1-2］.尤其是我国高速列车空气动力学技术发展非常迅猛，列车的各种气动性能已经做得非常优秀，如果要继续提升，需要更精密准确的测试，这为我国高速列车风洞测试提出了较大的挑战，无疑，高速列车风洞试验地面效应是风洞测量最大的挑战之一.此外高速列车复杂剧烈的地面效应，给仿真分析带来了一定的挑战.近年来，高速列车空气动力学仿真分析发展也十分迅速，目前已经开始采用更高精度的分析模型、更细密的网格开展地面效应分析研究，相比于风洞试验，数值模拟的优势是可以对试验中难以模拟的工况进行研究，比如其可以通过设置滑移地面消除风洞试验地面效应的影响［3-4］.此外数值模拟可对流场的结构进行分析研究.因此本文拟采用数值模拟对静止地……