شبیه سازی عددی جریان هوای اطراف قطار مسافربری پارسی تحت اثر بادهای عرضی

Abstract

پیشگیری خروج از خط به عنوان ضرورتی پر اهمیت برای تأمین ایمنی حرکت بسیاری از ماشینهای ریلی مطرح است. یکی از عواملی که سبب خروج از خط واگن می شود وزش باد عرضی است. ترکیب حرکت قطار و عامل باد مغشوش گذرا، منجر به ایجاد میدان جریان هوای پیچیده و به شدت ناپایداری در پیرامون قطار می شود که نوسانات نیروهای آیرودینامیک و مومنتم ها را افزایش می دهد. اندرکنش این بارها با دینامیک واگن می تواند سبب بروز مشکلات پایداری و به ویژه در مواردی، خروج از خط و واژگونی واگن شود. به منظور دستیابی به سرعتهای بیشتر، امروزه اغلب، از مواد سبک تری در طراحی واگنها استفاده می شود. ترکیب وزن سبک و سرعت زیاد منجر به افزایش نگرانیها در باره ثبات قطار می شود. این نگرانیها بخصوص زمانی که واگن در معرض وزش بادهای جانبی قرار می گیرد، افزایش می یابند. در این پروژه شبیه سازی عددی جریان هوای اطراف قطار عبوری پارسی تحت اثر بادهای عرضی توسط نرم افزارهای دینامیک سیالات محاسباتی بررسی شده است. با بررسی نیروهای آیرودینامیک و مومنتوم برای زوایای انحرافی مختلف و شرایط اغتشاش هوا، الگوی جریان اطراف قطار و توزیع فشار روی سطح قطار به دست آمده است. همچنین اثرات فاصله نسبی بین واگنی بررسی و مناسب ترین فاصله محاسبه شده است. در این راستا پی برده می شود که افزایش دوبرابری سرعت باد در زاویه وزش 8 درجه، رشد 4 تا 45 درصدی در ضرایب آیرودینامیک دارد.