加装转向架裙板对动车组气动载荷的影响

（中车长春轨道客车股份有限公司车体研发部，130062，长春∥第一作者，助理工程师）

加装转向架裙板对动车组气动载荷的影响

李天亮 孙 健 徐博雅 王 晶

（中车长春轨道客车股份有限公司车体研发部，130062，长春∥第一作者，助理工程师）

某型动车组在最高时速（250km／h）运行时受空气动力载荷影响明显。为了研究加装转向架区域裙板对动车组整车气动载荷的影响，对该型动车组加装与不加装裙板的两种情况进行了仿真计算。分析结果显示，加装裙板对改善动车组整车动力学性能有积极的作用。

动车组；转向架裙板；气动载荷；仿真计算

Author′saddressCRRC ChangChun Railway Vehicles Co．，Ltd．，130062，Changchun，China

气动载荷对动车组列车运行时的动力学性能有很重要的影响，因此，可通过结构设计来优化动车组列车在运行时的空气动力学性能，如在转向架区域加装裙板来提高列车的相关性能。为研究加装裙板后对列车气动载荷的影响，本文对该型动车组加装与不加装裙板这两种情况进行了仿真计算。

1 计算模型

加装的裙板宽度（列车的竖向）为330mm，长度（列车的纵向）为3 600mm，厚度为5mm。无裙板列车外形如图1所示，加装裙板后列车外形如图2所示。

动车组计算模型为3节车编组，与实车比例为1∶1，头车、尾车和中间车（无受电弓）各一节，如图3所示。

图1 无裙板列车外形

图2 加装裙板后列车外形

图3 3节车编组列车外形

（1）某型动车组加装裙板情况下，头车阻力系数由0．297变为0．259，减小了12．8%；中间车和尾车影响较小，整车阻力系数由0．550变为0．523，减少了4．99%。

（2）在动车组转向架区域加装裙板后，中间车的动力学性能没有明显变化，但头车前端的鼻尖及凹槽内气流得以进一步流动，列车的整车阻力系数得到了降低，这有助于整车空气动力学性能的提高。

2 计算分析

图4、图5分别为运行速度相同情况下加装裙板前后整车表面压力云图。从图中可以看出，两种情况下整车表面压力范围及分布大体一致。对于列车头车，运行过程中正对来流方向，鼻尖及凹槽内因气流被滞止呈正压区，且鼻尖处压力在整个流场中最大。从此处向上及向两侧的正压逐渐减小变为负压，在车头向车身过渡处的顶面与侧面弧度处呈负压，在中间车及尾车表面绝大部分呈负压，车顶设备舱突起处呈正压。加装裙板后鼻尖处压力最大值为3 218Pa，比未加装裙板的值小。

图4 无裙板整车表面压力云图

图5 有裙板整车表面压力云图

表1为两种情况下的阻力系数对比。从表1中可以看出，某型动车组加装裙板情况下，头车阻力系数由0．297变为0．259，减小了12．8%。中间车和尾车影响较小，整车阻力系数由0．550变为0．523，减少了4．99%。

表1 阻力系数对比

对于高速列车，重点关注尾车升力。仿真计算结果表明，某型动车组加装裙板后，尾车升力由0．187变为0．206，增大了10．1%。

3 结语

通过空气动力学仿真分析计算可以得出以下结论：

［1］ 黄艳艺．动车组空气动力噪声数值仿真研究［D］．大连：大连交通大学，2012．

［2］ 姚应峰．横风作用下200km／h动车组安全性研究［D］．成都：西南交通大学，2008．

［3］ 张永昌．高速列车裙板气动载荷仿真识别及结构响应分析［D］．北京：北京交通大学，2012．

［4］ 田红旗．中国列车空气动力学研究进展［J］．交通运输工程学报，2006，6（1）：1．

Effect of EMU with Re－installed Bogie Fairing on the Aerodynamic Loads

LI Tianliang，SUN Jian，XU Boya，WANG Jing

One type of EMU is obviously effected by aerodynamic factors when it reaches the speed of 250 km／h．To stuy the effect of re－installed bogie fairing on EMU aerodynamic load，a simulation calculation is conducted to make comparison between EMU bogie with re－installed and without fairings，the result shows that the bogie with fairing plays an active role in improving the aerodynamic performance of the EMU train．

electric multiple unit（EMU）；bogie fairing； aerodynamic load；simulation calculation

U270．33

10．16037／j．1007－869x．2017．02．022

2016－09－20）