時速600 km高速磁浮列車明線非定常氣動性能數值模擬研究

楊永剛，梅元貴

（1.蘭州交通大學 機電工程學院，甘肅 蘭州 730070；2.蘭州交通大學 甘肅省軌道交通力學應用工程實驗室，甘肅 蘭州 730070）

2021 年7月，世界首臺設計時速600 km 等級的高速磁浮列車在我國中車青島四方機車車輛股份有限公司成功下線，填補了高速鐵路與航空運輸之間的速度空白，進一步完善了現代化綜合交通運輸體系［1］。磁浮列車車體輕，且列車與軌道不接觸，高速運行時車底升力產生脈動現象，造成車體高頻振動，影響乘坐舒適性［2］。極端條件下，磁浮列車的氣動升力接近列車自重，過大的氣動升力易導致列車懸浮系統(tǒng)失效，引起車體與軌道的磨損，嚴重時致使車底設備與軌道發(fā)生碰撞，危及行車安全［3］。磁浮列車無輪軌摩擦阻力，氣動阻力占比更大，列車以600 km·h-1速度在明線高速運行時氣動阻力約占總阻力的90%。因此，氣動阻力和升力問題是磁浮列車的關鍵空氣動力學問題，必須進行深入研究。

高速磁浮列車明線空氣動力學問題的研究現狀如下：日本鐵路公司磁懸浮分部于2002 年在日本山梨線上進行MLX01型列車及其改進列車的空氣動力學試驗，發(fā)現改進車型有效降低了氣動阻力，提高了乘坐舒適性［4-5］；并測試車速對列車懸浮和導向間隙的影響特性，發(fā)現列車速度低于100 km·h-1時懸浮力和導向力不足，列車穩(wěn)定性變差［6］。Pulliam 等［7］采用模型試驗對磁浮列車氣動性能進行研究，發(fā)現軌道的移動或靜止對列車氣動阻力影響較小，對升力影響較大，對車底表面壓力影響顯著。……