وحید سرافرازی - دانش آموخته کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی راه آهن، دانشگاه علم و صنعت ایران
محمدرضا طلایی - استادیار، دانشکده مهندسی راه آهن، دانشگاه علم و صنعت ایران

یکی از مسایل مرتبط با طراحی آیرودینامیکی قطارپرسرعت، مسیله جریان هوای ایجاد شده در اطراف قطار است. این خصوصیت علاوه بر اینکه موجب اتلاف قابل توجهی در انرژی و سوخت می شود، سبب ایجاد اثرات متعددی نیز در حول قطار می شود. یکی از این اثرات آیرودینامیکی که اهمیت اساسی برای ایمنی ساکنین و کارگران اطراف خط دارد، پدیده فشار هوا ناشی از سرعت قطار است که الزامات ایمنی مورد نیاز خود را ایجاب می کند. اهمیت این پدیده به دلیل آن است که وقتی قطار سرعت بالا از کنار یک مانع (انسان) عبور می کند، نیروهای آیرودینامیکی به صورت ناگهانی به آن وارد می شود. بنابراین، این موضوع باید در ایجاد حریم مجاز آیرودینامیکی برای افراد موردتوجه قرار گیرد. در این شبیه سازی عددی، از نرم افزار محاسبات سیالاتی فلوینت استفاده شده، معادله جریان آشفته با روش K-Ɛ و شرایط مرزی قطار بصورت مش متحرک مدل شده است و ناحیه مورد بررسی، دارای ابعادی تا سی برابر مقیاس ارتفاع قطار است. هدف از این تحقیق، بررسی اثر پدیده فشار هوای ایجاد شده در اطراف قطار پرسرعت با سرعت سیر حدود 300 کیلومتر بر ساعت به کمک شبیه سازی در دو حالت عادی و با ترمز آیرودینامیک و بررسی اثرات سرعت باد ناشی از عبور قطار برای جلوگیری از به خطر افتادن ایمنی انسان ها و یافتن حریم مجاز برای ساکنین و کارگران کنار خط است. به عنوان خروجی، فاصله حریم مجاز ایستادن فرد در کنار ریل در عبور قطار، با سرعت 300 کیلومتر بر ساعت در حدود 1/6 متر و در حالت ترمزگیری آیرودینامیکی، 3/5 متر تعیین گردید.

آیرودینامیک قطار؛ نیروی پسا؛ مش متحرک؛ پدیده فشار هوا؛ حریم مجاز کنار خط