空调导流罩对列车气动阻力影响的研究

底部导流板形式对高速列车气动阻力的影响随着人们对高速列车的追求不断提高，降低气动阻力已经成为了一个非常重要的课题。

在高速列车中，气动阻力是影响列车行驶速度的主要因素之一。

如何减少气动阻力，提高列车的行驶速度，已成为高速列车发展的重要研究方向之一。

底部导流板是一种降低气动阻力的有效手段，它被广泛应用于高速列车的设计中。

底部导流板可以将空气流从底部导流，改变空气流线，减小了运动时的阻力。

不同形式的底部导流板对列车气动阻力的影响是不同的，因此本文将对底部导流板形式对高速列车气动阻力的影响进行探讨。

1.平板底部导流板平板底部导流板是一种简单的底部导流板，通常与高速列车的底盘平行使用。

根据实验结果，使用平板底部导流板可以有效地降低高速列车气动阻力。

这是因为平板底部导流板可以将空气流线从底部向上引导，并在车身下方形成一束低压区域，抑制了下方以上的气流发生紊乱现象。

2.凸形底部导流板除了平板底部导流板，还有一种常用的凸形底部导流板。

凸形底部导流板采用特殊的凸起设计，可以将空气流线从底部向上引导，并在车身下方形成一个压力区域。

实验结果表明，使用凸形底部导流板可以进一步降低高速列车的气动阻力。

这是因为凸形底部导流板的特殊设计可以抑制空气流线下沉，减少了空气泄漏，使空气流动更加平稳，降低了气动阻力。

3.动态底部导流板动态底部导流板是一种利用表面特殊设计进行动态调整的底部导流板。

动态底部导流板在车厢中安装了一系列传感器，能够实时检测车轮和车厢间的空气流动情况，根据空气流动情况来动态调整底部导流板的形态和位置。

实验结果表明，使用动态底部导流板可以进一步降低高速列车的气动阻力。

这是因为动态底部导流板可以通过不断调整，优化气流流线，有效地减少了空气泄漏，降低了气动阻力。

综上所述，底部导流板是一种有效的降低高速列车气动阻力的手段，不同形式的底部导流板对列车气动阻力的影响是不同的。

使用平板底部导流板可以有效地降低高速列车气动阻力，使用凸形底部导流板可以进一步降低高速列车气动阻力，使用动态底部导流板可以优化气流流线，降低气动阻力。

第３８卷第１期吉林大学学报（工学版）Ｖ０１．３８Ｎｏ．１２００８年１月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＪｉｌｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＥｄｉｔｉｏｎ）Ｊａｎ．２００８导流罩对轻型厢式货车气动特性影响的数值模拟王靖宇１，胡兴军１，田华２，张英朝１，吴长鹏（１．吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室，长春１３００２２；２．泛亚汽车技术中心有限公司，上海２０１２０１）摘要：针对某国产轻型厢式货车的简化模型，应用计算流体力学原理与方法，采用全六面体单元的结构化网格和ＲＮＧ是－￡模型对其加装导流罩前后的外流场进行了数值模拟，得到了两种情况下该车的表面压力、速度矢量分布以及气动阻力系数等气动特性。

对比分析结果表明，加装导流罩可以明显地改善轻型厢式货车的气动特性，降低气动阻力，与试验结果一致。

关键词：车辆工程；汽车空气动力学；导流罩；轻型厢式货车；数值模拟中图分类号：Ｕ４６１．１文献标识码：Ａ文章编号：１６７１—５４９７（２００８）０１一００１２～０５Ｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｉｎｎｕｅｎｃｅｏｆｇｕｉｄｅｃｏｗｌｏｎｌｉｇｈｔ—ｄｕｔｙＶａｎａｅｒｏｄｙｎａｍｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓＷａｎｇＪｉｎｇ—ｙｕｌ，ＨｕＸｉｎ９０ｕｎｌ，ＴｉａｎＨｕａ２，ＺｈａｎｇＹｉｎｇ—ｃｈａ０１，ＷｕＣｈａｎｇ—ｐｅｎ９１（１．Ｓｆ丑￡ＰＫｅｙＬ。

６０，—ｎ￡ｏ，‘ｙｏ，Ａ“￡Ｄ，Ｈ０６ｉｚｅＤｙ托盘ｍｉｃＳｉ，”“ｚ口￡ｉｏ咒，＇厂ｉＺｉ咒Ｌｋｉ口ｅｒｓｉ￡ｙ，（强口咒ｇｃ九“尥１３００２２，Ｃ＾ｉ咒口；２．Ｐ盘扎ＡｓｉｎＴＰｃ＾咒ｉｃ口ＺＡ”ｆＤ仇ｏ≠ｉｗＣＰ咒￡ｅｒＣｏ．Ｌ￡ｄ．，Ｓ＾Ⅱ竹ｇ＾口ｉ２０１２０１，Ｃ＾ｉ扎口）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｔｈｅｏｒｙａｎｄｔｈｅｍｅｔｈｏｄｏｆｔｈｅｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌｆｌｕｉｄｄｙｎａｍｉｃｓｗｅｒｅａｐｐｌｉｅｄｔｏｔｈｅｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｅｘｔｅｒｎａｌｆｌｏｗｆｉｅｌｄａｒｏｕｎｄｔｈｅｓｉｍｐｌｉｆｉｅｄｍｏｄｅｌｏｆｃｅｒｔａｉｎｄｏｍｅｓｔｉｃｌｉｇｈｔ—ｄｕｔｙｖａｎｗｉｔｈａｎｄｗｉｔｈｏｕｔｔｈｅｇｕｉｄｅｃｏｗｌｏｎｉｔｓｃａｂｒｏｏｆ．ＴｈｅＲＮＧ忌一￡ｔｕｒｂｕｌｅｎｃｅｍｏｄｅｌａｓｗｅｌｌａｓｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｇｒｉｄｏｆｈｅｘａｈｅｄｒａｌｃｅｌｌｓｗｅｒｅｕｓｅｄｉｎｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ。

更高速度列车明线气动阻力形成机理研究【更高速度列车明线气动阻力形成机理研究】引言：随着科技的迅猛发展和交通需求的不断增长，高铁列车的速度也在不断提升。

然而，随着速度的增加，列车所面临的气动阻力也越来越大，这直接影响着列车的能耗和运行效率。

因此，对于更高速度列车明线气动阻力形成机理的研究具有重要意义。

一、明线气动阻力的概念和定义明线气动阻力是指高速列车在运行过程中受到的由于空气阻碍而产生的阻力。

随着列车速度的增加，气动阻力也随之增大。

因此，研究明线气动阻力的形成机理可以为高速列车的设计和运行提供理论依据。

二、明线气动阻力的影响因素1. 列车速度：明线气动阻力与列车速度呈二次方关系，速度的增加会显著增大明线气动阻力。

2. 列车形状：列车的外形对气动阻力有很大影响，优化列车的外形可以降低明线气动阻力。

3. 压力分布：列车表面的气动压力分布也会对明线气动阻力产生影响。

4. 风阻系数：风阻系数是衡量列车运行过程中所受阻力大小的重要参数，也是影响明线气动阻力的因素之一。

三、明线气动阻力形成机理1. 边界层效应：高速列车运行时，空气会紧贴列车表面形成边界层。

边界层内的空气流动速度较慢，形成了明线气动阻力。

2. 湍流效应：高速列车运行时，空气流经列车外形时会发生湍流现象，湍流对气动阻力形成有重要影响。

3. 压力损失和分离：高速列车运行时，空气在列车表面受到压力变化和剥离，形成了气动阻力。

四、降低明线气动阻力的方法1. 形状优化：优化列车外形可以减小明线气动阻力，如采用空气动力学设计理念，减少边界层效应和湍流效应。

2. 表面涂层：通过在列车表面涂覆特殊涂层，可以改变表面粗糙度和摩擦系数，从而减小明线气动阻力。

3. 加装流线型护罩：在列车前部和车侧加装流线型护罩，可以降低明线气动阻力。

结论：通过对更高速度列车明线气动阻力形成机理的研究，我们可以更好地理解和掌握列车运行中所面临的气动问题，为高速列车的设计和运行提供理论支撑。

高速列车导流罩气动噪声优化分析发布时间：2022-09-06T08:14:11.462Z 来源：《科技新时代》2022年4期作者：李新一吴健[导读] 近几年，我国的铁路交通事业蓬勃发展，研制出的具有自主知识产权的高速列车，李新一吴健中车长春轨道客车股份有限公司国家轨道客车工程研究中心，吉林长春130062摘要：近几年，我国的铁路交通事业蓬勃发展，研制出的具有自主知识产权的高速列车，其高速、舒适、快捷的特点已深受广大乘客的好评，但同时，高速列车的噪声问题也日益严重，成为限制列车提速的重要因素之一。

列车在行驶到一定速度时，气动噪声成为列车的主要噪声源。

本文利用仿真分析方法，针对受电弓导流罩装置结构进行优化分析，得到较优的导流罩结构，为后期的气动噪声风洞试验提供依据。

关键字：高速列车；气动噪声；导流罩；仿真分析随着我国高速铁路的快速发展的同时，许多制约着列车提速的问题随着列车运行速度的提高逐渐出现，空气动力学就是在这种环境下发展起来的[1]。

通过研究，列车的机械噪声（轮轨噪声）与气动噪声组成了高速运行列车的主要噪声[2]，并且当车辆时速超过300km/h 时，气动噪声成为列车的主要噪声源，随着速度大约以60log10V（V为列车运行速度）的关系增长，即随行驶速度的6次方增长[3]。

在高速列车的气动噪声源中，受电弓区域的气动噪声占比较大，因此，如何有效地降低受电弓区域产生的噪声是降低车辆整体气动噪声水平的重点问题。

本文从气动噪声的角度分析某型号动车组在导流罩前缘和后缘倾角变化后的气动噪声特性，与原始结构相比评估改形方案的优劣。

具体包括以下三方面工作：（1）直行升弓工况下，通过对导流罩前缘倾角改形前后的表面气动噪声和远场气动噪声特性对比分析，评估改形方案的优劣。

（2）直行升弓工况下，通过对导流罩后缘倾角改形前后的表面气动噪声和远场气动噪声特性对比分析，评估改形方案的优劣。

（3）直行降弓工况下，通过对优化后的导流罩前缘倾角和后缘倾角的表面气动噪声和远场气动噪声特性对比分析，验证在降弓工况的效果。

不同导流罩及货箱对商用车风阻特性的影响 T H E I N F L U E N C E O F C O M M E R C I A L V E H I C L E M A T C H I N GD I F FE R E N T D EF L E C T O R S A N D P I C K I NG B O X E S付强 马金英 张家林 范士杰（中国第一汽车集团公司技术中心，吉林 长春 130011）摘 要:导流罩是商用车重要的减阻原件，在实车上得到了广泛的使用并取得了良好的效果。

而实际应用中由于使用用途不同，商用车匹配的货箱也不尽相同。

故而对不同导流罩与货箱之间匹配的研究具有很强的实际意义。

本文通过对集装箱、义乌箱两种货箱形式及两种导流罩分别加装到某量产车型上进行多方案模拟，结果表明，只有正确匹配导流罩与货箱，才能起到减阻效果。

关键词:导流罩 货箱 风阻特性A b s t r a c t：A s a n i m p o r t a n t p a r t o f d r a g r e d u c t i o n,d e f l e c t o r i s w i d e l y u s e d o n t h e c o m m e r c i a l v e h i c l e a n d h a s a w o n d e r f u l e f f e c t.F o r d i f f e r e n t p u r p o s e s,t h e p i c k i n g b o x e s o f c o m m e r c i a l v e h i c l e a l s o h a v e d i f f e r e n t f o r m s.S o t h e r e s e a r c h o f c o m m e r c i a l v e h i c l e m a t c h i n g d i f f e r e n t d e f l e c t o r s a n d p i c k i n g b o x e s h a s m u c h p r a c t i c a l s i g n i f i c a n c e.B y t h e s i m u l a t i o n s o f c o n t a i n e r,y i w u p i c k i n g b o x a n d t w o d i f f e r e n t d e f l e c t o r s o n t h e c o m m e r c i a l v e h i c l e,t h a t i s o n s a l e,w e k n o w t h a t o n l y t h e r i g h t d e f l e c t o r m a t c h i n g t h e r i g h t p i c k i n g b o x c o u l d s h o w s t h e e f f e c t o f d r a g r e d u c t i o n.K e y w o r d s:d e f l e c t o r p i c k i n g b o x d r a g r e d u c t i o n e f f e c t1前言随着石油的紧缺与价格高企，节油越来越多的成为汽车行业特别是各大车企必须面对和解决的问题。

高速动车组受电弓导流罩优化设计[摘要]高速动车组在高速运行时，空气阻力增大，气动噪声问题也日益突出。

在受电弓区域引入导流罩，可有效的降低受电弓区域绝缘子等设备产生的气动噪声，但空气阻力也相应增大。

为了避免增加导流罩所带来的阻力增大，对受电弓导流罩的迎风面进行优化设计，导流罩外形为流线型曲面，纵向剖面为抛物线型。

应用Fluent 对两种不同外形导流罩的外流场和气动噪声进行数值模拟和分析。

计算结果表明，前部为抛物线拉伸曲面，并在侧前部做圆滑过渡处理的受电弓导流罩对列车运行阻力影响较小。

【关键词】动车组；导流罩；气动噪声；数值模拟；Fluent引言高速动车组在高速运行时，噪声问题也日益突出，既影响乘客乘车的舒适性，又影响周围居民的正常生活。

集电部的空气动力噪声增长迅速，远高于其他噪声增长幅度，这是因为空气动力噪声与速度的6次方成正比，而其他噪声与速度的2次方或3次方成正比[1]。

在受电弓区域引入导流罩，可有效的降低受电弓区域绝缘子等设备产生的气动噪声，但空气阻力也相应增大。

因此，为了避免增加导流罩所带来的阻力增大，对受电弓导流罩的迎风面进行优化设计十分必要。

1、导流罩的设计高速动车组的集电部由受电弓、高压互感器、绝缘子等电器设备组成。

日本对集电部气动噪声的抑制措施主要有下面四种：在车顶引入导流罩，它由围绕受电弓的几块遮护板组成，主要起两个作用：既是一个降低集电部周围气流速度的挡风罩，又是一个阻挡集电部噪声扩散的声音屏障[2]；导流罩的前倾角越小、引导面的长度越长、前倾面与引导面的导圆半径越大时，导流罩的表面总声功率与阻力系数越小。

在对高速列车集电部的导流罩进行设计时，优先考虑这样的导流罩，不仅能对集电部起到一定的降噪作用，而且它本身的噪声也比较小[3]。

受电弓滑板部位升弓状态位置较高，要想有效避开气流，需增加导流罩的高度，能有效的降低噪音的产生，但会对列车的运行带来较大的阻力，并且导流罩高度增加，重量也会随之变大，影响车辆轴重的要求。

第 55 卷第 3 期2024 年 3 月中南大学学报(自然科学版)Journal of Central South University (Science and Technology)V ol.55 No.3Mar. 2024高速受电弓安装形式对列车气动性能的影响高广军1, 2, 3，项涛1, 2, 3，丁艳思1, 2, 3，向南燊1, 2, 3，许澳1, 2, 3，张洁1, 2, 3(1. 重载快捷大功率电力机车全国重点实验室，湖南 长沙，410075；2. 中南大学 交通运输工程学院，轨道交通安全教育部重点实验室，湖南 长沙，410075；3. 轨道交通列车安全保障技术国家地方联合工程研究中心，湖南 长沙，410075)摘要：受电弓作为高速列车上不可或缺的部件，其结构特性直接影响高速列车整车气动性能。

采用数值仿真方法，基于三维稳态SST k −ω模型，分析高速受电弓不同安装形式对高速列车气动性能的影响以及各节车辆气动阻力的变化规律，并进一步研究其横风环境适应性。

研究结果表明：当高速列车在明线运行时，高速受电弓不同安装形式对整车气动性能影响较小，但受电弓所在车辆的气动阻力变化较大；与闭口−升前弓工况相比，受电弓开口−升前弓时整车气动阻力减小2.10%，其中第6节车气动阻力减小6.06%；在横风条件下，受电弓开口−升前弓时整车横风稳定性能较优，与开口−升后弓工况相比，整车横向力与倾覆力矩分别降低2.52%和3.48%，其中第6节车横向力和倾覆力矩分别减少11.13%与18.50%。

因此，在明线有无横风条件下，受电弓安装形式为开口−升前弓的气动性能均最优，且升前弓能改善受电弓后区域的流场结构，从而达到改善整车气动性能的目的。

关键词：高速列车；高速受电弓；气动布局；横风适应性中图分类号：U270 文献标志码：A 开放科学(资源服务)标识码(OSID)文章编号：1672-7207（2024）03-1188-13Influence of high-speed pantograph installation forms on trainaerodynamic performanceGAO Guangjun 1, 2, 3, XIANG Tao 1, 2, 3, DING Yansi 1, 2, 3, XIANG Nanshen 1, 2, 3, XU Ao 1, 2, 3, ZHANG Jie 1, 2, 3(1. State Key Laboratory of Heavy-duty and Express High-power Electric Locomotive,Changsha 410075, China;2. Key Laboratory of Traffic Safety on Track of Ministry of Education , School of Traffic & TransportationEngineering, Central South University, Changsha 410075, China;3. National & Local Joint Engineering Research Center of Safety Technology for Rail Vehicle,Changsha 410075, China)收稿日期： 2023 −05 −30； 修回日期： 2023 −07 −25基金项目(Foundation item)：国家重点研发计划项目(2020YFA0710903)；国家铁路集团有限公司科技研究开发计划项目(K2021J004-B) (Project(2020YFA0710903) supported by the National Key Research and Development Program of China; Project(K2021J004-B) supported by the Science and Technology Research Program of China National Railway Group Co. Ltd.)通信作者：张洁，博士，教授，从事列车空气动力与行车安全研究；E-mail ：***************.cnDOI: 10.11817/j.issn.1672-7207.2024.03.030引用格式： 高广军, 项涛, 丁艳思, 等. 高速受电弓安装形式对列车气动性能的影响[J]. 中南大学学报(自然科学版), 2024, 55(3): 1188−1200.Citation: GAO Guangjun, XIANG Tao, DING Yansi, et al. Influence of high-speed pantograph installation forms on train aerodynamic performance[J]. Journal of Central South University(Science and Technology), 2024, 55(3): 1188−1200.第 3 期高广军，等：高速受电弓安装形式对列车气动性能的影响Abstract:As an integral component of high-speed trains, the structural characteristics of pantographs have a direct impact on the aerodynamic performance of high-speed trains. A numerical simulation method was adopted, based on the three-dimensional steady-state SST k−ω model, to analyze the effects of various installation forms of high-speed pantographs on the aerodynamic performance of high-speed train. Furthermore, the change in the aerodynamic drag of each vehicle section was analyzed and its adaptability in a cross-wind environment was explored. The results show that when the high-speed train is running in the open line, the different installation forms of high-speed pantographs have a small effect on the aerodynamic performance of the whole car, but the aerodynamic drag of the vehicle in which the pantograph is located varies considerably. Compared with the knuckle-upstream and front-lifted pantograph condition, the knuckle-downstream and front-lifted pantograph condition reduces the aerodynamic drag of the entire train by 2.10%. Notably, the aerodynamic drag of the sixth car is decreased by 6.06%. In cross-wind conditions, the cross-wind stability of the whole car is better when the pantograph is configured as knuckle-downstream and front-lifted. In contrast to the knuckle-downstream and front-lifted pantograph settings, the force and overturning moment of the whole car are reduced by 2.52% and 3.48%, respectively. Remarkably, the transverse force and overturning moment of the sixth car decrease by 11.31% and18.50%, respectively. Therefore, the aerodynamic performance of the pantograph arrangement with or withoutcrosswind on the open line is optimal for knuckle-downstream and front-lifted pantograph. Moreover, the elevated front pantograph contributes to refining the flow field arrangement in the zone behind the pantograph, ultimately accomplishing the objective of enhancing the aerodynamic performance of the entire vehicle.Key words: high speed train; high speed pantograph; aerodynamic layout; cross wind applicability高速列车具有速度快、运输量大、可靠性高等优点，已成为21世纪重要交通运输工具[1]。