真空管道交通列车气动阻力数值分析

高速铁路进一步提速会面临巨大能耗、气动噪声和横风失稳等问题,构建真空环境形成管道运输可以很好地解决以上运营问题。依据最小空间尺寸计算克努森数判断真空管道内流体流动状态,考虑三维非定常可压缩效应建立列车和真空管道耦合的真空空气动力学计算模型,分析列车运行速度、真空管道真空度、阻塞比和环境温度对列车气动阻力的影响。研究表明,列车运行气动阻力与运行速度成抛物线递增关系,与管道压力成线性递增关系,与阻塞比成线性递增关系,与环境温度成线性递增关系;列车运行速度越高,真空管道真空度越低,阻塞比越高,环境温度越高,列车运行气动阻力越大。研究成果为克努森数特征长度的取值、真空管道内流体流动状态的判断、真空空气动力学数值计算的开展和真空管道交通列车气动阻力的分析提供理论依据。