低真空管道列车激波特性风洞试验研究
为研究列车在低真空管道内高速运行时面临的激波效应等难题,基于风洞试验采用磁悬浮列车模型测试了管道列车流场出现激波的马赫数及不同马赫数下管道列车出现激波的位置及特征;利用纹影系统拍摄了风洞内管道列车周围流场,深入探讨了管道列车与周围空气之间的相互作用机制和激波现象;采用计算流体力学方法,成功地模拟了管道列车的实际运行情况,并将模拟结果与风洞试验的流场数据进行了比对,发现风洞试验结果与数值计算结果的激波特性一致。研究结果表明:阻塞比为0.112,当马赫数分别为0.5、0.6、0.7时,管道列车流场没有出现激波,当马赫数为0.8时,在管道流场首次出现激波;管道列车激波位置有两处,分别为车肩和车尾位置;气体在列车前端形成流动分离,气流沿车头流经管道和列车中间,横断面减小,马赫数增加,在车肩位置形成声速线,声速线后区域气体密度及压力激增形成激波;气体流经车体与车尾过渡处,横断面增大,马赫数继续增加,在车尾附近形成流动分离,速度减小至声速,气体密度及压力激增形成激波;风洞试验与数值模拟数据吻合,证实了临界马赫数0.8的激波产生阈值。
交通运输工程学报
2025年02期
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