تحلیل و مدل سازی آیرودینامیکی اثر پارامتر های شکل دماغه قطار پرسرعت در واژگونی تحت اثر باد عرضی

افزایش سرعت و کاهش وزن وسایل نقلیه ریلی، در سال های اخیر، نگرانی ها پیرامون خطر ناپایداری و واژگونی این وسایل نقلیه را افزایش داده است. یکی از عوامل موثر در واژگونی و خروج از خط، وزش باد های عرضی است که وقتی با سرعت بالای قطار های تندرو همراه می شود، خطر خروج از خط و واژگونی را بیشتر می کند. در این پژوهش، با در نظر گرفتن سه متغیر سرعت قطار، سرعت باد و زاویه وزش باد، شبیه سازی عددی جریان هوای اطراف مدل قطار ICE2 تحت اثر باد عرضی، به کمک روش های دینامیک سیالات محاسباتی انجام شده و ضرایب آیرودینامیکی تعیین شده است. به کمک نتایج این شبیه سازی ها و مدل سازی تعادل قطار، شرط واژگونی قطار تحت بار عرضی در مسیر مستقیم بر اساس استاندارد En14067 مشخص شده و محدوده بحرانی حرکت قطار تعیین شده است. سپس با در نظر گرفتن 5 پارامتر هندسی دماغه و اعمال روی هندسه پایه(مدل قطار ICE2)، 8 هندسه جدید تولید شده است. با مقایسه نتایج ضرایب آیرودینامیکی شکل دماغه، اثر اعمال تغییر در پارامترهای هندسی در واژگونی قطار مورد بحث قرار گرفته است. بررسی ها نشان می دهد که از میان پارامتر های هندسی در نظر گرفته شده، کاهش ضخامت دماغه و افزایش طول دماغه یا کاهش زاویه نوک دماغه، که در نمونه های جدید دماغه قطار برندهای معروف دنیا دیده می شود، تاثیر مطلوب بیشتری در جلوگیری از واژگونی قطار دارند.

کلیدواژه ها:

آیرودینامیک قطار ، باد عرضی ، پایداری حرکت ، واژگونی قطار