Россия
Россия
Цель: Исследование формирования возмущенного состояния воздушной среды в условиях аэродинамического взаимодействия подвижного состава с транспортной инфраструктурой. Методы: Представлены описание математических моделей и способы их реализации в трехмерной постановке в программном комплексе Solid Works Flow Simulation. Для решения поставленных задач использован метод Frozen Rotor, основанный на методе конечных элементов и объемов. Результаты: Приведены результаты исследований скоростей движения воздушных масс вблизи портальной зоны тоннеля, полученные с помощью разработанных математических моделей для случаев входа подвижного состава в тоннель и выхода из него. Выполнена валидация результатов натурных исследований и данных, полученных с помощью компьютерного моделирования. Практическая значимость: Проведены натурные исследования по перемещению воздушных масс при движении поезда в тоннеле. Исследованы процессы аэроупругого взаимодействия подвижного состава с портальными сооружениями тоннелей с использованием методов численного моделирования. Выявлена сложная структура образования возмущенных воздушных масс в зазоре между корпусом поезда и обделкой тоннеля, которая приводит к повышенному сопротивлению движения поезда в тоннеле, что влечет за собой снижение энергоэффективности
Аэроупругое взаимодействие, аэродинамические факторы, высокоскоростной подвижной состав, эксперимент, «поршневой эффект», скорость воздушных масс, структура возмущенной воздушной среды, тоннельные сооружения
1. Стратегия развития до 2030 года. — URL: https://sr2021.rzd.ru/ru/about-company/development-strategy (дата обращения: 01.11.2024).
2. Ледяев А. П. Особенности проектирования тоннелей на высокоскоростных магистралях / А. П. Ледяев, В. Н. Кавказский, Р. О. Креер // Транспорт Урала. — 2015. — № 4(47). — С. 3–9. — DOI:https://doi.org/10.20291/1815-9400- 2015-4-3-9.
3. Воробьев А. А. К вопросу снижения негативного эффекта воздействия аэроупругого взаимодействия высокоскоростного подвижного состава с элементами тоннельных сооружений / А. А. Воробьев, Я. С. Ватулин, А. С. Ватаев и др. // Известия ПГУПС. — 2022. — Т. 19. — № 3. — С. 590–599.
4. Кияница Л. А. Исследование динамики давлений на поверхности вагонов поезда в двухпутном тоннеле метрополитена / Л. А. Кияница // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). — 2016. — № 11. — С. 400–407.
5. СП 122.13330.2012. Тоннели железнодорожные и автодорожные.
6. 779-11R. Determination of railway tunnel cross sectional areas on the basis of aerodynamic considerations.
7. Нормативные документы. Специальные технические условия. Свод правил. Сооружения искусственные высокоскоростных железнодорожных линий.
8. Каримов Д. Д. Особенности формирования структуры воздушных масс в тоннеле при движении поезда / Д. Д. Каримов, Я. С. Ватулин, А. А. Воробьев и др. // Транспорт БРИКС. — 2023. — Т. 2. — Вып. 2. — Ст. 6. — DOI:https://doi.org/10.46684/2023.2.6.
9. Лугин И. В. Исследование аэродинамических процессов при движении поезда в протяженных железнодорожных тоннелях / И. В. Лугин, Е. Л. Алферова // Интерэкспо ГЕО-Сибирь. — 2018. — Т. 5. — С. 155–160.
10. Богданов Н. В. Обзор методов CFD-моделирования аэродинамических процессов при движении подвижного состава по протяженным подземным сооружениям / Н. В. Богданов, А. С. Ватаев, Я. С. Ватулин и др. // Системы автоматизированного проектирования на транспорте. — 2023. — С. 28–34. — DOI: 56575829. 11. СанПиН 32-02—2003. Метрополитены.
11. Богданов Н. В. Использование численного моделирования при анализе аэроупругого взаимодействия подвижного состава с тоннельными сооружениями / Н. В. Богданов, Я. С. Ватулин, А. А. Воробьев и др. // Бюллетень результатов научных исследований. — 2024. — № 1. — С. 65–73. — DOI:https://doi.org/10.20295/2223-9987- 2024-01-65-73.
12. Воробьев А. А. Управление аэродинамическим взаимодействием высокоскоростного поезда с элементами искусственных сооружений тоннельного типа / А. А. Воробьев, Д. Д. Каримов, К. А. Сотников и др. // Транспорт Российской Федерации. Журнал о науке, практике, экономике. — 2024. — № 1(110). — С. 62–68.
13. Алямовский А. А. Инженерные расчеты в SolidWorks Simulation / А. А. Алямовский. — М.: ДМК Пресс, 2010. — 64 с.
14. Ватаев А. С. Цифровое моделирование аэроупругого взаимодействия подвижного состава с портальными сооружениями перевальных тоннелей / А. С. Ватаев, Я. С. Ватулин, А. А. Воробьев и др. // Бюллетень результатов научных исследований. — 2022. — № 1. — С. 104– 123. — DOI:https://doi.org/10.20295/2223-9987-2022-2-104-123.
15. Алферова Е. Л. Моделирование возмущений воздушного потока при движении поездов в двухпутном тоннеле метрополитена / Е. Л. Алферова, И. В. Лугин, Л. А. Кияница // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). 2016. № 6. С. 5–14.
16. Красюк А. М. Исследование воздухораспределения в протяженных транспортных тоннелях БАМ / А. М. Красюк, И. В. Лугин, Е. Л. Алферова // Интерэкспо ГЕО-Сибирь. — 2019. — Т. 2. — № 4. — С. 114–121. — DOI:https://doi.org/10.33764/2618-981X-2019-2-4-114-121.
