横风对受电弓各杆件气动特性的影响研究*

赵 萌，刘美英，贾 彦，刘晓禹，王益鹤

（1 内蒙古工业大学能源与动力工程学院，呼和浩特 010051；2 北京城建亚泰建设集团有限公司，北京 100013）

高速列车受电弓与架设在轨道上方的高压接触网可靠地接触是保证高速运动的重要条件[1]。横风作用于高速列车时，由于受电弓结构复杂，且迎流角度均有不同，各杆件气动力差异显著，加剧了受电弓的横向摆动，分离涡中心线发生偏转，对受电弓运行的安全性和寿命造成威胁[2-5]。国内外专家学者针对横风作用下对高速列车气动特性做了大量的研究，王政等[6]通过数值计算的方法，探究高速列车在均匀风和指数风下气动特性；BAKER等[7]在风洞中进行各工况的实验，分析了横风作用下的气动性能；POMBO等[8]利用数值分析横风作用下弓网的气动特性；柳润东等[9]研究了在不同横风风速和不同列车车速下单侧风障内列车交会对风障的冲击过程；龚明等[10]研究在横风作用下高速列车的外形优化；韩运动[11]等采用数值模拟方法，在不同横风风速和风向角的前提下，研究高速列车周围的压力和速度变化。但是目前针对受电弓各个杆件横风作用下气动力差异研究较少，且对各杆件绕流场特性欠缺深入研究。因此有必要对受电弓杆件气动特性深入探讨，分析在不同工况下受电弓各个杆件绕流特性的差异及最不利与运行安全的工况，为受电弓运行安全性、减振减阻等提供参考依据。

1 计算模型和计算方法

1.1 物理模型

首先对受电弓的支架和底架部分进行简化，以便分析受电弓主要杆件的气动特性，其几何外形如图1所示。……