تحلیل و مدل سازی آیرودینامیکی قطارهای پرسرعت درعبور از موانع کناری

یکی از مسائل مرتبط با طراحی آیرودینامیکی قطارپرسرعت مسئله جریان هوای ایجاد شده در اطراف قطار می باشد. این خصوصیت علاوه بر اینکه موجب اتلاف قابل توجهی در انرژی و سوخت می شود، باعث ایجاد اثرات متعددی نیز در حول قطار می گردد . یکی از این اثرات آیرودینامیکی که اهمیت اساسی برای ایمنی مسافران و کارگران در اطراف خط دارد پدیده فشار هوا ناشی از سرعت قطار است که الزامات ایمنی مورد نیاز خود را ایجاب می کند. وقتی قطار سرعت بالا از کنار یک مانع (انسان) عبور می کند، نیروهای آیرودینامیکی به صورت ناگهانی به آن وارد می شود. بدین منظور این موضوع باید در ایجاد حریم مجاز برای افراد موردتوجه قرار گیرد. در این شبیه سازی عددی از نرم افزار محاسبات سیالاتی فلوئنت استفاده شده و معادله جریان آشفته با روش و شرایط مرزی قطار بصورت مش متحرک مدل شده است و ناحیه مورد بررسی دارای ابعادی تا سی برابر مقیاس ارتفاع قطار می باشد . 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 کارگران کنار خط و مسافرین 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