14860

14860

تحليل و مدل‌سازي آيروديناميكي قطارهاي پرسرعت در عبور از موانع كناري

كارشناسي ارشد

ماشين هاي ريلي

آبان ماه 1394

آبان ماه 1394

دكتر محمدرضا طلايي

راه آهن

چكيده مسئله آيروديناميك قطار به‌طور نزديكي با جريان عبوري در اطراف قطار مرتبط است. اين خصوصيت موجب اتلاف قابل‌توجهي در انرژي و سوخت و همچنين كاهش بازده كلي سيستم قطار مي‌شود اين موارد در حالي است كه جريان اطراف قطار به دليل نامنظم شدن شكل جريان، در سرعت‌هاي بالا موجب آشفتگي جريان مي‌شود. درنتيجه انرژي جريان به نيروي پساي آيروديناميكي، سروصدا و لرزش تبديل مي‌شود. وقتي سرعت قطار افزايش مي‌يابد اثرات آيروديناميكي بسيار پراهميت مي‌شوند يكي از اين اثرات آيروديناميكي كه اهميت اساسي براي ايمني مسافران و كارگران در اطراف خط دارد پديده فشار هوا ناشي از سرعت قطار است كه البته الزامات ايمني موردتوجه براي اين پديده در استاندارد ذكر گرديده است. وقتي يك قطار با سرعت‌بالا از زير يا كنار يك مانع (انسان،خانه، پل و...) عبور مي‌كند، نيروهاي آيروديناميكي وارد بر اين موانع را به‌صورت ناگهاني تغيير مي‌دهد. بنابراين اين موضوع بايد در طراحي ساختار موانع در بالاي سر قطار يا كنار خط موردتوجه قرار گيرد. هدف از اين تحقيق بررسي اثر پديده فشار هوا برروي موانع موجود در اطراف قطار پرسرعت‌است. در اين شبيه‌سازي عددي از روش مش متحرك با معادله تلاطم و نرم‌افزار محاسبات سيالاتي فلوئنت استفاده‌شده است پس از تحليل مدل در سرعت هاي مختلف در نهايت محدوده مجاز و بدون خطر براي حضور مسافر يا مانع در بالاي سر قطار و در كنار آن به وسيله محاسبه نيروي اعمالي ناشي از باد در اطراف قطار و مقايسه با نيروي مجاز براي واژگوني فرد محاسبه گرديده است. واژه‌هاي كليدي: آيروديناميك قطار، نيروي پسا ، مش متحرك، پديده فشار هوا