TB∕T 3503.4-2018 铁路应用空气动力学 第4部分列车空气动力学性能数值仿真规范

2020年12月（总第410期）·14·标准化工作STANDARDIZATION WORK第48卷Vol.48第12期No.12铁道技术监督RAILWAY QUALITY CONTROL收稿日期：2020-04-21基金项目：中国铁道科学研究院集团有限公司科研项目（2018YJ092）作者简介：詹新伟，研究员；王树青，研究员；杜吉康，研究实习员1概述不同的正线、到发线和站线上铺设的钢轨型号不同，如50kg/m ，60kg/m 和75kg/m 钢轨。

由于钢轨断面尺寸和高度有很大差别，不同型号钢轨之间的连接，如60kg/m 钢轨与50kg/m 钢轨连接、75kg/m 钢轨与60kg/m 钢轨连接，以往使用异型钢轨夹板。

由于这种连接方式伤损率较高，基本已淘汰［1］。

目前，不同型号钢轨之间采用对称断面异型钢轨（以下简称“异型钢轨”）连接。

异型钢轨通过对普通钢轨轨端加热锻造或压制的方法制造，可以实现钢轨断面从一种型号变换成另一种型号。

异型钢轨跟端的异型部分由成型段和过渡段组成［2］。

异型钢轨如图1所示。

图1异型钢轨不同制造方法对称断面异型钢轨性能对比及适用标准分析詹新伟，王树青，杜吉康（中国铁道科学研究院集团有限公司金属及化学研究所，北京100081）摘要：目前对称断面异型钢轨有3种制造方法：轨端全断面加热模锻、轨腰火焰加热压制和轨腰感应加热压制。

针对这3种制造方法对对称断面异型钢轨的影响，比较3种制造方法采用的设备、加热区域和热影响区域的差别。

通过对比3种方法制造的异型钢轨轨头性能，得出轨端全断面加热模锻异型钢轨轨顶面存在软化区，实际使用中有出现低塌的质量风险，轨腰感应加热压制异型钢轨轨头与钢轨母材硬度一致，不存在软化区。

指出TB/T 2344.3—2018《钢轨第3部分：异型钢轨》适用于轨端全断面加热模锻异型钢轨，而轨腰火焰加热压制，尤其是感应加热压制异型钢轨参照执行该标准存在一定的局限性。

特别策划高速铁路动车组横风空气动力学分析吴敬朴1，龚增进2，李红梅1，宣言1，许聪2（1.中国铁道科学研究院集团有限公司铁道科学技术研究发展中心，北京100081；2.中国铁道科学研究院集团有限公司科技和信息化部，北京100081）摘要：横风对动车组行驶安全危害极大，通过建立8辆车编组的CRH2C型动车组、高架桥梁、高路堤空气动力学模型，根据《铁路技术管理规程（高速铁路部分）》大风限速规定，对20、25m/s风速下高架桥梁和高路堤区段的动车组空气动力学进行仿真计算，分析不同风向角对动车组空气动力学的影响。

结果表明：风向对动车组空气动力学响应的影响大于风速对动车组空气动力学响应的影响；随着风速增大，动车组受到的横向力、升力、点头力矩和摇头力矩呈现增大的趋势，25m/s风速动车组200km/h运行时比20m/s风速动车组300km/h运行时，在高架桥梁区段分别增大约1%、25%、28%、2%；在高路堤区段分别增大约16%、34%、35%、17%。

关键词：高速铁路；CRH2C；动车组；横风；空气动力学；高架桥梁；高路堤中图分类号：U270.11文献标识码：A文章编号：1001-683X（2021）10-0015-07 DOI：10.19549/j.issn.1001-683x.2021.10.0150引言高速运行的列车在遇到强横风时，空气动力学性能会发生恶化，列车受到的空气阻力、升力和横向力迅速增加，列车的横向稳定性受到显著影响，严重时甚至可能导致列车脱轨、倾覆及人员伤亡。

根据研究，在特大桥梁、高架桥梁、高路堤等运行路段，环境风的作用更突出和复杂，列车脱轨、翻车的可能性大大增加。

为使列车安全地通过风区，避免发生列车脱轨、倾覆事故，国内外都开展了横风空气动力学响应以及相应的行车安全保障体系等研究。

基金项目：中国国家铁路集团有限公司科技研究开发计划项目（P2019T001）；中国铁道科学研究院集团有限公司科技研究开发计划项目（2020YJ200）第一作者：吴敬朴（1976—），男，副研究员。

1、空气动力学中所研究的运动流体范围用马赫数表示，一般分为5个区段：1）低速流Ma<0.3（V=102m/s—367km/h）2）亚音速流0.3<=Ma<0.8（V=272m/s—979km/h）3）跨音速流0.8<=Ma<1.4(V=476m/s—1714km/h) 4)超音速流1.4<=Ma<5(V=1700m/s—6120km/h) 5)高超音速流Ma>=52、主要研究内容：1）不同运行环境下高速绕过列车流动的空气作用于列车上的空气动力、力矩及其产生的机理；2）不同运行环境下高速列车引发的空气动力问题对周围环境影响的规律；3）降低列车空气动力效应的措施。

3、研究方法：理论分析、流场数值模拟计算和列车空气动力学试验4、试验方法：实车试验、模拟试验（风洞试验、动模型模拟试验）5、壁面湍流模型：对于有固体壁面的充分发展的湍流流动，沿壁面法线的不同距离上，可将流动划分为壁面区和核心区（完全湍流区）。

对壁面区可分为3个子层：粘性底层、过渡层、对数律层。

粘性底层：紧贴固体壁面的极层，层流流动，粘性力起主要作用，湍流切应力可以忽略，平行于壁面的速度分量沿壁面法线方向线性分布。

过渡层：粘性力与湍流切应力的作用相当，流动状态比较复杂，很难用公式来描述。

其厚度极小，工程计算中通常归入对数律层。

对数律层：粘性力的影响不明显，湍流切应力占主要地位，流动处于充分发展的湍流状态，流速分布接近对数律。

6、网格分类：结构网格、非结构网格、混合网格7、车辆风洞试验分为测力试验和测压试验。

测力试验内容：测力试验主要有变风速试验和变侧滑角试验两大类，变风速试验是在模型侧滑角不变的情况下，在不同风速下分别测定各节车的气动力。

变侧滑角试验是在风速一定的情况下，通过转盘旋转改变多年联挂列车模型的侧滑力，在不同的侧滑角下分别测定各节车气动力，主要用于研究横风对列车气动性能的影响。

通常列车模型由三节或三节以上的车辆编成，采用多天平侧力，即每节车通过一内置式应变天平和支杆固定在试验地板上，天平感受到的气动力信号经通放器放大和A/D转换，由计算机数据采集处理系统适时显示和分析。

国家铁路局国铁科法〔2018〕95号国家铁路局关于发布铁道行业标准的公告（技术标准2018年第11批）国铁科法〔2018〕95号国家铁路局批准发布以下10项铁道行业标准，现予以公布。

国家铁路局2018年12月11日序号标准编号标准名称代替标准号发布日期实施日期1TB/T3529-2018CTCS-2级列控车载设备技术条件2018-12-112019-07-012TB/T3530-2018CTCS-3级列车运行控制系统系统需求规范2018-12-112019-07-013TB/T3531-2018临时限速服务器技术条件2018-12-112019-07-014TB/T3532-2018ZPW-2000轨道电路设备2018-12-112019-07-015TB/T3533-2018轨道电路读取器（TCR）2018-12-112019-07-016TB/T3534-2018铁路道岔转换设备道岔外锁闭装置2018-12-112019-07-017TB/T3535-2018无线闭塞中心测试规范2018-12-112019-07-018TB/T3536-2018列控中心测试规范2018-12-112019-07-019TB/T3537-2018铁路车站计算机联锁测试规范2018-12-112019-07-0110TB/T3538-2018CTCS-3级列控车载设备测试规范2018-12-112019-07-01。

流体力学结课论文：空气动力学在高速铁路建设中的应用研究[大全5篇]第一篇：流体力学结课论文：空气动力学在高速铁路建设中的应用研究流体力学结课论文空气动力学在高速铁路建设中的应用研究摘要：我国高速铁路建设正处于上升期，高铁建设中遇到的问题也越来越多，相关理论研究对于高铁建设的顺利开展意义重大。

本文通过对空气动力学的学习研究，初步认识和了解了空气动力学在高速铁路隧道建设中的应用，对流体力学对于土木工程的重要性有了更进一步的认识。

关键词：土木工程高速铁路隧道空气动力学流体力学1前言哈大高速铁路是国家“十一五”规划的重点工程，被纳入国家《中长期铁路网规划》。

哈大高铁指在中国黑龙江省哈尔滨市与辽宁省大连市之间建设的高速客运专用铁路，于2007年8月23日正式开工建设，2012年12月1日正式开通运营。

哈大客运专线(高铁)是我国中长期铁路规划中“四纵四横”高速铁路网的“一纵”，是京哈高铁的重要组成部分，通车后将成为世界上第一条投入运营的穿越高寒地区的高速铁路。

流体力学在土木工程中应用广泛，而在高速铁路的建设过程中，流体力学的重要分支空气动力学则起到了极为重要的作用。

我国高速铁路建设正处于上升期，高铁建设中遇到的问题也越来越多，相关理论研究对于高铁建设的顺利开展意义重大。

2空气动力学简介空气动力学是流体力学的一个分支，它主要研究物体在同气体作相对运动情况下的受力特性、气体流动规律和伴随发生的物理化学变化。

它是在流体力学的基础上，随着航空工业和喷气推进技术的发展而成长起来的一个学科。

最早对空气动力学的研究，可以追溯到人类对鸟或弹丸在飞行时的受力和力的作用方式的种种猜测。

17世纪后期，荷兰物理学家惠更斯首先估算出物体在空气中运动的阻力；1726年，牛顿应用力学原理和演绎方法得出：在空气中运动的物体所受的力，正比于物体运动速度的平方和物体的特征面积以及空气的密度。

这一工作可以看作是空气动力学经典理论的开始。

1755年，数学家欧拉得出了描述无粘性流体运动的微分方程，即欧拉方程。

CRH3动车组模型侧风下明线运行的空气动力特性分析作者：魏雅洁张群刘新桥来源：《计算机辅助工程》2022年第03期摘要：为探究在强风作用下高速列车的空气动力性能，建立3车编组CRH3动车组在侧风下明线运行的三维计算模型，在FLUENT软件中对其空气流场进行数值模拟。

当列车运行速度为60 m/s时，风向角分别选取0°、±3°、±6°、±9°、±12°、±15°、±18°、±21°、±24°，计算列车表面压力分布和流场域空气流速变化情况。

结果表明：车体表面正压最大值和负压最大值与风向角呈现正相关性，压力最大值位于车头正对迎风侧部位，车体表面近壁区域空气流速也与风向角具有正相关性。

关键词：侧风; 风向角; 空气流场; 明线运行; 多工况; 空气动力系数中图分类号： U270.11; TB115.1文献标志码： BAerodynamic characteristics analysis of open-line operationof CRH3 EMU under crosswindWEI Yajie， ZHANG Qun， LIU Xinqiao（INTESIM （Dalian） Co.， Ltd.， Dalian 116023， Liaoning， China）Abstract： To study the aerodynamic performance of high-speed trains under strong wind， the three-dimensional calculation modelof CRH3 EMU with three cars running on open-line under crosswind is built， and its air flow field issimulated in FLUENT software. When the train speed is 60 m/s， the pressure distribution on train surface and the change of air velocity inflow field is computed by separatelyselecting the wind direction angles of 0°， ±3°， ±6°， ±9°， ±12°， ±15°， ±18°， ±21° and ±24°. The results show that there is a positive correlation between the maximum positive pressure and maximum negative pressure on the car body surface and the wind direction angle， and the maximum pressure is located at the windward side of the front of the vehicle， and the air velocity near the wall of the car body surface also has a positive correlation with the wind direction angle.Key words： crosswind; wind direction angle; airflow field; open-line operation; multi-work condition; aerodynamic coefficient0 引言随着列车运行速度的提高，列车与空气的相互作用变得十分强烈。

京津城际动车组空气动力学性能及相关问题分析摘要：本文通过对CRH3动车组在京津城际铁路正常运行时获取了相关的数据来开展试验，重点对该动车组的气动性能和相关内容进行分析，从而改善动车的空气动力水平。

在当前的动车组运行过程中，对运行影响最大的问题就是气动阻力问题。

关键词：京津城际动车组；空气动力学；性能；阻力；优化设计通过对CRH3动车组在京津城际铁路正常运行时获取了相关的数据来开展试验，重点对该动车组的气动性能和相关内容进行分析，从而改善动车的空气动力水平。

在当前的动车组运行过程中，对运行影响最大的问题就是气动阻力问题。

气动阻力增加后，首先列车的牵引系统将会受到更大的考验，从而就会影响到列车的提速；其次阻力增加后，能源消耗就会增加，导致列车的运行经济效益差，与当前国家提出的高效节能政策不匹配。

所以，新一代高速列出的优化重点便是阻力问题。

中国高铁列车中，长大编组属于比较好的列车，采用16辆编组时，列车的长度会增加到400米，但是对这一列车组的气动性研究，国外到现在还没有深入的研究。

本文旨在借助于相关的运行数据，来对16辆编组列车的基本气动性特点进行重点研究分析。

一般而言，列车在运行过程中，与列车气动性能有关的部位基本在车头位置，所以车头的头型设计、风挡设计以及空调导流罩设计都会与气动性能有关，针对这些部件的设计，本文列出了7种解决这一问题的方案。

在对相关的数据进行计算时，采用的软件是空气动力研究与发展中心共同研发的PWS3D(Parallel Wind Solver 3D)软件，利用这一软件来对相关的数值进行求解处理，采用方程式为RANS(Reynolds Averaged Navier-Stokes)方程(以下称雷诺平均N-S方程)，湍流采用低雷诺数的k-?两方程湍流模型，离散方法和求解方法分别是有限体积法和压力修正算法。

1优化设计工况及网格为了能够保证本次测算能够达到优化效果，对这7中方案的列车模型进行了分别的计算评估。

2018年铁路毕业论文题目174个铁路专业主要包括高铁乘务、地铁运行、票务安检、铁路运输等方向，随着我国铁路产业的发展，铁路技术与服务不断提升，现已走出国门，在世界铁路上已占有一席之地，为了方便论文写作，本站整理了部分铁路毕业论文题目供参考。

1、铁路客运高峰期常态化运输组织方法分析2、铁路站场设计对运输影响的探讨3、钢铁企业铁路运输效率的分析与对策4、铁路运输安全管理探讨5、针对铁路煤炭高效运输的策略探讨6、铁路运输安全监管体制探究实践7、论我国铁路运输成本优化的改革思路8、铁路运输调度安全管理探讨9、现代铁路货物运输在物流发展中的策略研究10、铁路调度运输组织效率探讨及对策11、铁路货物运输产品形式及其组织形态研究12、关于市场导向型铁路运输组织方式的思考13、城市轨道交通乘务派班管理系统设计与实现14、铁路物流运输组织管理创新的研究15、铁路旅客运输需求分析与对策研究16、企业铁路智能运输调度平台的关键流程17、试论铁路运输调度系统升级改造18、从95306网站看铁路运输向现代物流的转型19、论我国铁路运输制度现象及改革20、铁路列车乘务人员用餐及工作条件问题研究21、关于铁路旅客运输晚点赔偿的问题研究22、铁路运输领域内物联网的应用探析23、铁路旅客安检系统现状及发展研究24、基于铁路运输节能技术应用25、铁路危险货物运输发展策略的思考26、地铁列车运行自动控制系统设计27、铁路煤炭运输存在的问题及对策探讨28、铁路运输调度管理系统应用研究29、铁路行包运输运能分配方案研究30、铁路运输散堆装货物特性及分类31、地铁列车追踪运行的节能控制与分析32、城轨交通乘务任务配对的集合分割模型及算法33、铁路运输效益管理现状研究34、地铁运行过程中车门控制的安全性研究35、地铁环境控制系统的运行管理36、地铁供电系统日常运行要点37、铁路客运乘务制度改革的实践与思考38、地铁车辆正线运行客室噪声39、关于对动车组乘务服务员收入分配规范化管理的思考40、旅客列车乘务巡检系统的设计与实现41、扶梯的运行方式对地铁乘客疏散的影响42、高铁动车组乘务人员素养提升的路径探析43、地铁车辆运行工况对轴箱轴承寿命的影响44、地铁列车安全运行的远程诊断技术45、地铁运行下环境隔振措施研究46、全自动运行系统地铁车辆技术47、临时加开列车的乘务工作安全风险分析及对策48、铁路客站安检高清智能监控系统的研制和应用49、城市轨道交通乘务排班计划优化方法研究50、基于WLAN的地铁运行控制系统的设计51、铁路客车乘务管理系统的设计与实现52、地铁车辆地上运行时夏季空调系统能耗研究53、上海地铁设备安全运行管理系统设计与实现54、地铁列车运行操纵优化研究55、高铁安检视频监控系统建设质量控制和验收56、铁路运输动物防疫监督建议57、铁路运输企业运营关键要素优化分析58、太赫兹技术在铁路安检中的应用59、铁路安检区域智能视频监控系统设计及关键技术研究60、铁路车站安检存在问题与解决对策61、警犬搜爆在铁路安检中的应用62、铁路车站安检人脸识别系统的应用研究63、铁路客运站安检区高清监控NVR应用与设计64、地铁安检作业环境调查与改善的实证研究65、浅谈地铁安检排爆的重要性66、武钢铁路运输综合自动化系统设计方案探讨67、铁路运输与城市轨道交通的换乘研究68、铁路网货物运输能力计算方法研究69、基于广义DEA方法的铁路运输效率分析70、铁路气体类危险货物运输包装方案选择研究71、基于周转时间的企业自备铁路货车运输组织优化研究72、基于近邻传播聚类的铁路客运节点类别划分73、向莆铁路戴云山越岭隧道群工程地质选线74、青藏铁路电气设备损坏分析与预防75、高速铁路钢轨打磨对轮轨接触关系的影响76、从国际比较探讨中国铁路运价改革方向77、铁路保价运输营销及理赔管理分析体系研究78、体验价值与高速铁路客运服务质量关系的探讨79、高速铁路无砟轨道精调组织与几何状态分析评价80、高速铁路接触网维修规则框架与管理技术创新81、铁路货车车轮磁粉探伤方法研究82、面向高速铁路的联锁技术发展研究83、哈尔滨至大连高速铁路设计创新及关键技术回顾84、新建中吉国际铁路吉尔吉斯境内段线路走向方案探讨85、高速铁路接触网风致振动与风偏的动态计算方法86、高速铁路大型客站给排水设计特点及效果分析87、高速铁路综合图的自动生成和输出88、青藏铁路运营对西藏经济发展的影响89、青藏铁路格拉段扩能改造施工组织方案研究90、新的经济形势下朔黄铁路运输组织优化91、关于铁路装备投资计划管理的思考92、新建铁路接轨方案的研究论证思路93、铁路现场作业智能化管理系统94、关于铁路建设工程验工计价的探讨95、关于铁路路堑边坡区域地质灾害防治的思考96、浅谈铁路商品汽车物流基地建设97、兰新高速铁路桥梁挡风结构挡风板设计98、跨海电气化铁路特大桥接触网防腐蚀设计研究99、铁路快运班列运输时效性影响因素探讨100、高速铁路列车追踪间隔分析与仿真研究101、京张铁路引入北京枢纽线路建设方案探讨102、城市闲置铁路场站区域开发利用模式探讨103、浅析铁路工程施工技术与安全管理104、盾构下穿铁路股道全自动沉降监控系统研究105、试析物资采购集中结算在铁路企业的运用106、我国铁路建设资金预算机制研究107、铁路工程中轨道铺设施工技术108、浅谈朔黄铁路运输处成本控制与对策109、中东铁路遗产的类型学及地理分布特征110、铁路项目经济活动成本管理分析111、铁路车辆辗钢整体车轮踏面剥离缺陷分析112、如何加强铁路安全风险管理的实践113、浅析铁路视频监控存储设备设计114、铁路工程爆模安全事故原因分析及对策措施115、铁路货车领域先进铸造设备的应用与研发116、深化铁路货运组织改革的对策与建议117、对拓展铁路货运市场的探讨118、关于加强铁路站段安全管理的思考119、铁路企业服务营销现状及优化策略研究120、浅谈铁路信息技术设备管理121、铁路信号地理信息系统建设122、铁路货车轴箱密封窗骨架冲压工艺优化123、高速铁路信号监测分析及精细化管理的思考124、提高铁路快捷货物运输时效性的思考125、煤炭开采区铁路专用线优化设计研究126、高速铁路市场化投融资的关键因素分析127、关于铁路物流能力提升路径的探讨128、我国城际高速铁路客票营销策略研究129、青藏铁路多年冻土区路堑边坡病害特征及防治措施分析130、中国高速铁路对经济发展的影响分析131、铁路企业应大力推进法治建设132、高速铁路路基施工技术要点133、我国铁路运输业发展现状分析134、铁路信号联锁设备故障的研究135、铁路大型养路机械的电气控制系统分析136、铁路道口病害分析及大修施工研究137、铁路企业会计诚信缺失原因及对策研究138、铁路企业应收账款管理中存在的问题及对策研究139、鹰厦线铁路通信IP数据网络改造设计140、浅谈铁路车务部门职教队伍建设的策略141、西南铝助推我国铁路重载运输列车绿色发展142、某高速铁路钢轨踏面伤损原因分析143、高速铁路灾害监测系统接口方案研究144、铁路集装箱特需班列运输安全管理的思考145、提高铁路超限货物装车质量的思考146、铁路车务部门营业线施工的安全管理147、新形势下优化铁路企业站段内部分配的探讨148、铁路车务系统岗薪工资分配机制探索149、浅谈如何加强铁路施工安全管理工作150、关于新时期铁路职工思想政治工作的探讨151、优化铁路企业人力资源配置的对策探讨152、加强客户关系管理，提升铁路货物运输效益153、浅谈如何加强铁路运输收入管理基础规范化工作154、新形势下铁路企业退休人员服务管理工作初探155、浅谈铁路建设项目档案的管理156、浅谈铁路企业大学生培养模式的优化157、浅谈营改增对铁路运输企业财务管理的影响158、深基坑开挖对高速铁路位移的影响分析159、铁路企业资产管理浅析160、铁路线路建设时序决策模型与应用161、浅谈新形势下做好普速铁路线路维修的具体策略162、铁路机车的检修质量探讨163、铁路企业自备车安全管理164、浅探铁路企业激励机制165、铁路车站系统防雷研究166、铁路施工中的混凝土的质量控制探讨167、浅谈铁路工程施工组织设计168、浅谈完善铁路工程造价系统的方式169、探讨铁路养护维修提高线路养护水平170、铁路运输安全管理问题研究171、铁路专用线安全管理问题及措施分析172、加强安全风险管理确保铁路施工安全173、对铁路安全风险管理中存在问题的几点建议174、铁路路外伤亡事故多发原因及管理对策研究赠送论文选题思路：毕业论文选题思路一、毕业论文选题思路确定选题是撰写论文的第一步工作。