Описание:

Математическое моделирование аэродинамических характеристик конструкции электропоезда с учётом требуемых скоростей движения и ветровых нагрузок. Результаты моделирования учтены при расчёте тяговой характеристики для обеспечения заданных параметров разгона электропоезда.

Цели и задачи:

Разработка математических моделей проектируемого высокоскоростного железнодорожного подвижного состава с использованием расчетного программного комплекса с последующим численным моделированием аэродинамического воздействия набегающего потока и ветровых нагрузок, соответствующим климатической зоне эксплуатации подвижного состава. Определение воздействия воздушного потока, сгенерированного движением подвижного состава на отрытом участке пути, рассчитывается при скоростях выше 200 км/ч.

Дополнительно рассматривается воздействие воздушного потока на подвижной состав при прохождении открытых участков пути.

Результаты, полученные при проведении численных исследований в программном продукте, учитываются при проектировании различных компонентов подвижного состава, например, маски электропоезда, крышевых обтекателей, системы кондиционирования. Результаты моделирования учтены при расчёте тяговой характеристики для обеспечения заданных параметров разгона электропоезда.

Характеристики:

Оцениваемые параметры, получаемые в результате математического моделирования методом конечных объемов:

• Общее сопротивление лобовое движению Подвижной состав при движении на скоростях свыше 200 км/ч испытывает сопротивление воздушной среды. При этом происходит моделирование в расчетных программах сложного взаимодействия подвижного состава с воздушной средой
• Аэродинамическое воздействие воздушного потока на людей, находящихся на платформе или рядом с железнодорожными путями. Сгенерированный воздушный потом влияет на людей на платформах и сотрудников, оказавшихся рядом с железнодорожными путями.
• Головная ударная волна. При встречном скрещивании двух электропоездов генерируется ударная воздушная волна, формируемая дополнительное давление на подвижной состав.
• Прохождение туннелей высокоскоростным подвижным составом. При прохождении туннелей формируется дополнительный воздушный поток, воздействующий на головную часть подвижного состава.
• Воздействие бокового ветра. Оценивается воздействие бокового ветра при прохождении открытого прямого участка пути подвижным составом на максимальной скорости для обеспечения безопасности его движения.

При анализе разрабатывается математическая модель всего подвижного состава для CFD анализа.

Применяемые технологии:

• При разработки математических твердотельных моделей вагонов подвижного состава используются CAD программные комплексы: NX, SolidWorks и Creo.
• Для моделирования и расчета воздействия аэродинамической нагрузки на подвижной состав и объекты, расположенные рядом с ним, применяются CFD программные комплексы: Ansys CFX, FlowVision и Fluent.