شبيه سازي عددي جريان هواي اطراف قطار مسافربري پارسي

Simulation of Circumferential Air flow Around Parsi Passenger

پيشگيري خروج از خط به عنوان ضرورتي پر اهميت براي تامين ايمني حركت بسياري از ماشين هاي ريلي مطرح است. كيي از عواملي كه سبب خروج از خط واگن مي شود وزش باد عرضي است. تركيب حركت قطار و عامل باد مغشوش گذرا، منجر به ايجاد ميدان جريان هواي پيچيده و به شدت ناپايداري در پيرامون قطار مي شود كه نوسانات نيروهاي آيرودينام كي و مومنتم ها را افزايش مي دهد. اندركنش اين بارها با دينام كي واگن مي تواند سبب بروز مشكلات پايداري و به ويژه در مواردي، خروج از خط و واژگوني واگن شود. به منظور دستيابي به سرعت هاي بيشتر، امروزه اغلب، از مواد سبك تري در طراحي واگ نها استفاده مي شود. تركيب وزن سبك و سرعت زياد منجر به افزايش نگراني ها در باره ثبات قطار مي شود. اين نگراني ها بخصوص زماني كه واگن در معرض وزش بادهاي جانبي قرار م يگيرد، افزايش مي يابند. در اين پروژه شبيه سازي عددي جريان هواي اطراف قطار عبوري پارسي تحت اثر بادهاي عرضي توسط نرم افزارهاي دينام كي سيالات محاسباتي بررسي شده است. با بررسي نيروهاي آيرودينام كي و مومنتوم براي زواياي انحرافي مختلف و شرايط اغتشاش هوا، الگوي جريان اطراف قطار و توزيع فشار روي سطح قطار به دست آمده است. همچنين اثرات فاصله نسبي بين واگني بررسي و مناس بترين فاصله محاسبه شده است. در اين راستا پي برده مي شود كه افزايش دوبرابري سرعت باد در زاويه وزش 8 درجه، رشد 4 تا 45 درصدي در ضرايب آيروديناميكي دارد.

Compared to the past, derailment prevention for a majority of railway machineries is now a more important task. Crosswinds are amongst the reasons for the derailment of the railway vehicles. Combination of the moving train and the turbulent transient flow of air causes complexity in the air flow domain. This can expose the rail vehicle to sever instability and increases the oscillations in the resultant aerodynamic forces and momentums. Interaction between such loads and the vehicle dynamics can cause instability problems. This can eventually lead to the derailment of the vehicle. On the other hand, to comply with the never ending demand for increasing the speed of travel, lighter materials are used in the structure of the railway vehicles. Combination of the lightweight and the increased speed of travel adds to the anxiety about the stability of the train. Such anxieties amplify especially when the vehicle is subjected to crosswinds. This paper deals with the numerical simulation of the air flow surrounding the moving railway vehicle (Parsi coach) under the influence of crosswinds. Computational fluid dynamic engineering software is used. The aerodynamic forces and momentums for a variety of deviation angles and conditions of turbulence are calculated. The pattern for the flow of air around the vehicle and the pressure distribution on the vehicle surface are also calculated. Effects of the relative distance between the vehicles are also investigated. The most appropriate and practical distances between the vehicles are suggested. It is observed that doubling the speed of air that is directed at a yaw angle of 8 degrees, causes an increase of 4-45% in the corresponding aerodynamic coefficients.