横风

摘要： 针对高速列车在横风下突入隧道的普遍情形,考虑空气的非定常、可压缩湍流特性,建立列车-隧道-横风三维数值模型,对比研究有无横风条件下列车突入过程中隧道内的瞬变压力变化规律和列车风特性。通过将数值计算结果与现场实测数据进行对比,验证了数值方法的准确性。研究结果表明:与无横风情况相比,列车在横风中高速驶入时隧道入口周围的瞬变压力和列车风发生明显变化;在尾车完全驶入前,横风对背风侧气动压力的影响程度比迎风侧的大,其中头车突入时对隧道入口气动压力的影响最为显著;横风对隧道内气动压力和列车风的影响范围有限,当横风速度为24.4 m/s时,隧道内受影响距离为50 m;头车突入隧道时,横风对列车背风侧列车风的影响较大,而尾车完全驶入时,横风对列车迎风侧的列车风的影响比较严重。横风效应是列车背风侧气动压力和气流速度大幅波动的根本原因。

摘要： 为了保证高速列车在大风环境下路堑中行驶的安全,建立了高速列车—路堑耦合的气动仿真模型,研究了不同风场环境下路堑深度对列车气动性能的影响.研究表明:高速列车的气动特性随着风载荷的突变,气动特性的变化情况复杂.横风环境下,路堑深度的增加有利于降低列车气动力,而在突变风环境下,突变风作用下列车的气动力随风速变化情况更为复杂.当路堑深度为变量时,列车的气动力整体上随着路堑深度增大而降低,深路堑相较于浅路堑升力峰值减小51%,横向力减小52%,侧滚力矩减小97%,摇头力矩减小92%,6 s以后风载荷的影响出现滞后现象.同一路堑深度下,与横风作用下的结果相比,风载荷发生突变对高速列车气动特性影响大得多,列车的气动力及力矩峰值波动25%以上.

摘要： 为了研究移动点历经的湍流脉动风特性,设计了一套能够实现测量探针以均匀速度在流场中移动的试验系统,测量了不同风速-车速比(风速与移动点速度的比值)下的湍流脉动特性,提出了半椭圆湍流积分尺度模型,分析了与静止点观测结果相比的湍流脉动风速谱及能谱的变化。研究结果表明,移动点测得的湍流脉动特性与静止点测量结果存在明显的不同。对于某一固定来流风速,随着移动点速度的增加,纵向湍流积分尺度减小,相比Balzer及Cooper积分尺度模型,半椭圆模型的描述更加准确。基于半椭圆模型的脉动速度谱具有较高的精度,移动点历经的湍流谱能量因运动而重新分布,并表现出明显的Doppler效应。随着观测点移动速度的增加,脉动速度谱整体向更高的频率偏移,高频区域中的谱值增大,低频区域中的谱值减小,且能量向更高的波数区传递。

摘要： 由于横风下运行的高速列车气动特性恶化,面临侧翻的风险,并且转向架和风挡对高速列车周围的流场及气动特性影响较大,会加剧横风下的不稳定性,采用改进的延迟分离涡模拟(IDDES)方法研究横风作用下转向架和风挡的平顺化设计对高速列车气动特性的影响。研究结果表明,在横风下平顺化列车模型由于结构简单,气动阻力更小,同时由于背风侧大尺度涡流引起的负表面压力,侧向力更大,而在原始模型中转向架减弱了大尺度涡流对高速列车背风面表面压力的影响。转向架在列车底部产生了大量的旋涡,是原始模型和平顺化模型中流场出现差异的主要原因,风挡结构比转向架简单,对流场的扰动效果弱,但风挡表面压力对气动阻力会产生较大影响。在频谱分析中,由于原始模型中转向架引起的扰动,高速列车气动力震荡的幅值更大。转向架产生的大量小尺度涡与大尺度涡相互作用并削弱了大尺度涡对高速列车的影响,从而导致原始模型中气动力的主频率消失。此外,转向架产生的小尺度涡加剧了流动的混乱程度,这些涡在横风作用下被推离车体,影响测点处列车风分布,在阵风分析中导致各次运行间差异较大。原始模型中列车风的峰值出现在车头部分的轨道高度处,会对轨道旁的设备和施工人员产生威胁。

摘要： 针对悬挂单轨车桥系统这一特殊的车辆−桥梁组合形式受风荷载影响突出的问题,首先,通过风洞试验研究横风作用下悬挂单轨车桥系统的气动特性,并由此得到车桥系统所受的风荷载时程。然后,采用SIMPACK与ANSYS联合仿真的方式,分析横风作用下悬挂单轨车桥系统的动力响应,揭示悬挂单轨车辆和桥梁的动力响应随车速和横风风速的变化规律。最后,以行车安全性和舒适性作为评判标准,给出横风作用下悬挂单轨车桥系统安全运营的临界风速。研究结果表明:在横风作用下,悬挂单轨车桥系统受到的气动力中阻力作用是影响车辆运行的主要因素,实际运行时,需加强车辆和桥梁的横向稳定性;车辆速度增大导致车辆和桥梁的动力响应均有一定程度增大,但总体满足行车安全和平稳性要求;随着横风风速增大,车辆和桥梁的动力响应大幅度增加,尤其以横向动力响应增幅更加显著;当风速达到20 m/s时,车辆动力响应超过限值要求,建议届时采取限速或停运措施。

摘要： 西部风沙地区强风沙流对高速列车运行带来巨大安全隐患。高速列车的行驶线路一般分为平直地面、路堤及高架桥等,不同线路类型对高速列车气动特性的影响差异明显,尤其在强横风下,列车运行的流场特性更加复杂。为研究风沙环境下不同线路类型对高速列车横风气动特性的影响,采用数值模拟方法对列车运行速度250 km/h,横风风速分别为10,20,30,40,50 m/s,线路结构分别为平直地面、5 m路堤及10 m高架桥等不同工况下的列车气动性能进行仿真对比分析。计算结果表明:风沙环境下列车迎风侧正压区域及背风侧负压区域相比无沙环境均增大,其中,头车在平地工况下压力增幅最大,路堤及高架桥工况较小;风沙流中沙粒增加了列车的阻力,随着横风风速增大,头车阻力系数减小,尾车阻力系数增大,中间车阻力系数基本不变,列车侧向力系数均增大;在同一横风风速下,不同类型线路对头车的阻力系数和侧向力系数影响最大,其中,在路堤工况下列车稳定性较差,更容易发生侧翻危险。

摘要： 横风作用下桥上车辆的运行安全性和舒适性已得到越来越多的关注。准确了解桥上车辆气动特性是评估强风作用下行车安全性和舒适性的基本前提。由于公铁同层桥上汽车和列车存在显著的相互气动影响,使得车辆气动特性更为复杂。本文以集装箱卡车和CRH2高速列车为例,通过风洞试验对某大跨公铁同层桥上车辆气动特性开展研究。试验结果表明,公铁同层桥上列车与公路车辆之间的空气动力干扰随着列车(轨道上游,轨道下游)和公路车辆(迎风侧,背风侧)的位置以及轨道上放置的列车数量而变化;列车对上游的公路车辆气动力影响较小,对下游的公路车辆影响较大,且公路车辆侧力系数受列车干扰效应最为显著;桥上公路车辆仅对列车有限宽度的表面压力分布有影响,对该范围内的列车升力系数影响最大,列车的其他气动力则主要受相邻列车气动干扰的影响。

摘要： 我国幅员辽阔,铁路运输网密集,部分线路设置在大风区段。随着列车运行速度的不断提高,横风对列车的影响愈发明显,迫切需要研究一种改善列车气动性能的有效措施。基于空气动力学的基本原理,针对不同高度、不同结构形式的风屏障分别建立车-桥-风屏障系统的数值模型,分析建立风屏障前后列车周围流场的变化,研究运行在双线桥梁上的列车受风屏障的影响,探讨风屏障高度、列车运行速度、横风速度以及风屏障形状等不同参数对列车所受气动力的影响。模拟结果表明,风屏障存在一个合理的高度值,过高的风屏障会使列车所受侧向力、升力方向发生改变,导致列车处于过保护状态。

摘要： 采用数值模拟方法分别建立桥上静态和移动列车数值模型,基于2种模型研究不同风向角及风屏障对桥上列车和桥梁气动特性的影响规律。结果表明:当风向角小于42°时,头车的阻力系数最大可达中车的1.5倍,且远大于尾车,因此头车是桥上列车运行时的关键部位,其行车安全受横风影响更大;2.05 m风屏障对列车和桥梁的气动特性影响十分显著,有效减小了移动列车和桥梁的表面风压和气动力,降低了横风对列车和桥梁的影响,有助于提高桥上列车的安全性;而对于桥上静态列车模型而言,在风向角为90°时列车的气动力和表面风压会因风屏障而增大;总体而言,合成风向角法可以在很大程度上反映列车在上游桥道运行时的气动特性,但受风屏障影响时该方法不再适用;当列车在桥上运行时,横风与列车风叠加产生的气动特性表现出十分显著的瞬态效应,静态模型无法揭示桥上列车和桥梁的非定常气动特性。

摘要： 建立受电弓-接触网-列车模型,通过雷诺时均方法研究了横风对受电弓各杆件气动特性的影响.通过改变横风风速、风向角,分析了受电弓的流线、表面压力和涡量等分布,探讨了受电弓各部件阻力系数、升力系数和侧向力系数,对比了各部件与受电弓总作用力系数的关系.研究表明:对于受电弓的滑板、上臂杆及下臂杆部分,其阻力、侧向力系数均随风向角和横风风速的增大呈现出逐渐增大的趋势;滑板阻力系数最大,下臂杆阻力最小;上、下臂杆升力系数为负值,与受电弓相比作用力方向相反.在各杆件中滑板所受气动力占总气动力份额最大.受电弓上部构件受横风和风向角产生的影响显著,其结果对受电弓各杆件气动特性的研究及应用具有重要意义和价值.

摘要： 磁浮列车车体底部不受横风的直接冲刷,横风作用下,其横向气动特性不同于一般地地面轨道交通系统.本文采用大型流场计算软件CFX5.3对横风作用下上海磁浮列车受到的气动力进行了数值模拟计算,研究结果表明:横风作用下,端车和中间车受到的气动力基本相等.

摘要： 利用三维粘性不可压缩Navier-Stokes方程、κ-ε双方程湍流模型,采用有限体积法分析计算了双层集装箱平车在不同风速下运行的横风稳定性,确定了随车速和横向风速变化的车辆最大气动载荷的函数关系式.

摘要： 本发明涉及输电杆塔受力分析技术领域，具体提供了一种输电杆塔的水平横担风荷载确定方法及装置，包括：基于输电杆塔的水平横担风荷载的标准风压值确定输电杆塔在笛卡尔坐标系下任意风向的水平横担风荷载；基于所述输电杆塔在笛卡尔坐标系下任意风向的水平横担风荷载确定输电杆塔在全局坐标系下任意风向的水平横担风荷载。本发明提供的技术方案展示了杆塔水平横担风荷载在笛卡尔坐标系与全局坐标系中的转换关系，分别可满足有限元分析与批量化分析的情况。

摘要： 本实用新型提供了一种风横臂，其包括:固定轴，主轴，所述主轴中部相对所述固定轴固定，所述主轴一端延伸形成卡接部，卡接部的外侧壁上开设有一对接缺口，主轴上设置有元器件盒，元器件盒表面嵌设有指南针，指南针的正北方向刻度线与主轴的轴线平行；风向传感器，其包括：卡接座及传感器主体，传感器主体固定在卡接座上，卡接座上具有套设卡接部的套设空间，套设空间的内壁上延伸形成与对接缺口对应匹配的对接凸块，传感器主体上的指北线与主轴的轴线平行，本实用新型安装简单快捷且指北精度高。

摘要： 本实用新型具体为一种导风板横导板组件及其出风面板，横导板组件包括导风板组件、第一曲柄、第二曲柄、连杆、电机，第一曲柄以及第二曲柄一端分别连接连杆，另一端分别连接导风板组件，电机的转轴与第二曲柄连接且该转轴穿过第二曲柄插入导风板组件内；出风面板包括导风板横导板组件以及竖导板组件，竖导板组件包括竖导板连杆、竖导板、转动组件、步进电机、电机座、传动组件，竖导板通过转动组件与竖导板连杆连接，步进电机固定在电机座上，并通过传动组件与竖导板连杆连接。结构简单，成本低，结构紧凑，占用空间小，且电机减少之后噪音大大降低，尤其适用风管机出风面板或带有多个导风板空调的设计。

摘要： 一种用于监测横风的风速及风向的数字式横风传感器，包括探头、压差传感器、温度传感器、微处理器及信号转换接口，通过压差传感器感应到的被测量件周围空气流动所导致空气压差的变化并将该压差信号依据一定的公式换算成相应的风速值通过信号转换接口输送到上位机显示；由于压差传感器采用的是微电子芯片，具有灵敏度高和测量精度高的优点；借助温度传感器实时监测环境温度的变化进而换算成相应条件下的空气密度值，实时地对空气密度值进行修正，避免了受环境温度影响较大而且测量精度较低的缺点；微处理器利用数字滤波算法抗振动干扰能力强；采用信号转换接口扩展性好；另外所用的部件由小封装低功耗电子器件组装而成，体积小、功耗低。

摘要： 本发明公开了一种基于风向分解的铁路横风预警系统及横风强度计算方法，所述系统包括数据采集单元，质量控制单元、检测单元以及报警单元，数据采集单元采集风速和风向数据，通过定位模块获取当前站点的地理位置并调用地形要素数据库，然后将数据发送到数据质量控制单元和该站历史上曾出现的气象要素数值区间、以及邻近站点的气象数据进行对比分析，对无效数据进行删除和对错误数据进行修正，最后经过数据质量控制单元计算后的数据传输到检测单元中报和预设的阈值进行比较，最后将向报警单元下达控制指令。本发明所提供的系统能够辅助测绘气象历史的数据和提高横风预警能力和准确率。

摘要： 一种用于监测横风的风速及风向的数字式横风传感器，包括探头、压差传感器、温度传感器、微处理器及信号转换接口，通过压差传感器感应到的被测量件周围空气流动所导致空气压差的变化并将该压差信号依据一定的公式换算成相应的风速值通过信号转换接口输送到上位机显示；由于压差传感器采用的是微电子芯片，具有灵敏度高和测量精度高的优点；借助温度传感器实时监测环境温度的变化进而换算成相应条件下的空气密度值，实时地对空气密度值进行修正，避免了受环境温度影响较大而且测量精度较低的缺点；微处理器利用数字滤波算法抗振动干扰能力强；采用信号转换接口扩展性好；另外所用的部件由小封装低功耗电子器件组装而成，体积小、功耗低。

摘要： 本发明涉及一种横风导风装置，用于车辆在遇到挡风障碍物之前和之后的横风预挡风，至少包括设置在挡风障碍物两侧的第一导风单元和第二导风单元，所述第一导风单元和第二导风单元的外形呈斜坡状，且第一导风单元的斜坡和第二导风单元的斜坡从挡风障碍物开始，沿路面延伸方向向远离挡风障碍物的方向，逐渐向下靠近车辆行驶的路面。本发明的横风导风装置，只需在遮挡横风的挡风障碍物(例如塔柱)附近加设风障，避免了车辆因为横风突然消失而发生侧滑、侧倾的安全问题，成本较低且安装时间短；横风导风装置的斜坡尺寸以及挡板的形状尺寸和排列情况可以根据具体的气象条件和塔柱的宽度等因素进行调整，实现匀风稳流的效果。

摘要： 本发明公开了一种高速公路用横风检测防护装置及其使用方法，包括机箱、风力检测机构和防护机构；所述风力检测机构包括风力检测装置、负荷检测装置和控制器；所述风力检测装置用于检测装置所在位置的风速，所述负荷检测装置用于检测防护机构重量和其相对于回转中心的距离；所述控制器分别与风力检测装置和负荷检测装置连接，所述控制器设置在机箱内部。本发明可以根据风力的大小和转动电机的负载的重量，计算挡风板的转动速度和角度，通过挡风板阻挡横风，避免横风风力过大对高速行驶的汽车造成安全隐患。

摘要： 本发明公开了一种防横风警示装置及桥梁，包括两组立柱，两组所述立柱的上部之间设有沿竖直方向阵列分布的导风板，所述导风板均倾斜设置，其外端的安装高度低于内端；两组所述立柱的下部之间设有预警机构，所述预警机构包括底座、感应部件和预警布，所述感应部件具有与底座转动连接的支撑轴、位于支撑轴外侧的感风板、以及相对于支撑轴向内延伸的连接板，所述预警布上下两端分别连接在连接板和底座上。本发明的有益效果是：不仅能够将横风引导至行车道上方，保障行车安全，而且在极端情况下还能够起到警示作用。

摘要： 本实用新型涉及一种横风导风装置，用于车辆在遇到挡风障碍物之前和之后的横风预挡风，至少包括设置在挡风障碍物两侧的第一导风单元和第二导风单元，所述第一导风单元和第二导风单元的外形呈斜坡状，且第一导风单元的斜坡和第二导风单元的斜坡从挡风障碍物开始，沿路面延伸方向向远离挡风障碍物的方向，逐渐向下靠近车辆行驶的路面。本实用新型的横风导风装置，只需在遮挡横风的挡风障碍物(例如塔柱)附近加设风障，避免了车辆因为横风突然消失而发生侧滑、侧倾的安全问题，成本较低且安装时间短；横风导风装置的斜坡尺寸以及挡板的形状尺寸和排列情况可以根据具体的气象条件和塔柱的宽度等因素进行调整，实现匀风稳流的效果。