一种基于吹吸气结合的高速动车组尾部减阻系统

本发明涉及高速动车组气动减阻，具体而言，尤其涉及一种基于吹吸气结合的高速动车组尾部减阻系统。

背景技术：

1、高速动车组列车具有很大的长高比，在贴地高速运行中，出现了一系列与其他陆地车辆不同的空气动力学问题，与列车速度和运行环境等有很大关系。这些气动问题主要包括：列车交会、横风效应、隧道效应、气动噪声、气动阻力以及诱导尾流等，引起了很多学者和工程师的广泛关注和研究。其中气动阻力是列车空气动力学中最关键的影响因素，随着运行速度越来越快，列车气动阻力在运行阻力中逐渐占主导地位。当列车运行速度超过400km/h时，列车气动阻力在总阻力中占比也大幅提升到90％以上，严重影响列车运行经济性和环保性，并制约列车进一步提速。由于流线型车头的优化设计思路通过改变头部几何外形而改变相应的流场结构的传统方法已趋于极致，可优化的空间变得越来越小。

2、因此需要设计一种基于吹吸气结合的高速动车组尾部减阻系统。

技术实现思路

1、根据上述提出现有的通过优化外形的减阻手段可优化空间越来越小的技术问题，而提供一种基于吹吸气结合的高速动车组尾部减阻系统。本发明主要利用在高速动车组的车尾设置吹气区域和小区域控制外部的气流，从而起到控制车尾的压差阻力增强减阻效果。

2、本发明采用的技术手段如下：

3、一种基于吹吸气结合的高速动车组尾部减阻系统，其特征在于，包括：动车组车尾、吸气区域、吹气区域和气流模块，所述吸气区域设置在所述动车组车尾的驾驶室挡风玻璃上方的分界层分离处；所述吹气区域设置在所述动车组车尾的驾驶室挡风玻璃的下方；所述气流模块设置在所述动车组车尾的内部与所述吸气区域和所述吹气区域相连。

4、进一步的，所述气流模块包括吸气管路、透平式压缩机、储气罐和吹气管路，所述吸气管路、所述透平式压缩机、所述储气罐和所述吹气管路依次连接，所述吸气管路与所述吸气区域相连，所述吹气管路与所述吹气区域相连。

5、进一步的，所述吸气区域设置有五排每排16个吸气孔，单个所述吸气孔的直径和中心距均保持一致。

6、进一步的，所述吹气区域设置有五排每排16个吹气孔，单个所述吹气孔的直径和中心距均保持一致。

7、进一步的，当所述吸气区域和所述吹气区域的吹吸气总质量流量处于4.615kg/s时，尾车的压差减阻率范围值为7.5％～9.5％。

8、较现有技术相比，本发明具有以下优点：

9、1、本发明提供的一种基于吹吸气结合的高速动车组尾部减阻系统，在动车组尾部设置吹吸气孔，通过吹吸气结合的组合方式，将车尾挡风玻璃上方的低负压区的空气通过车内流道转移到挡风玻璃下方的正压区，空气通过流道中的空压机得以转移，通过仿真计算发现，此设置仅对尾车的压差阻力具有减阻效果，不会对其他车厢的阻力造成影响，且吹吸气质量流速在一定范围内，压差减阻率会随着质量流速的变大和吹吸气口的排数增多呈正相关的关系。

10、基于上述理由本发明可在高速动车组气动减阻技术等领域广泛推广。

技术特征：

1.一种基于吹吸气结合的高速动车组尾部减阻系统，其特征在于，包括：动车组车尾、吸气区域、吹气区域和气流模块，所述吸气区域设置在所述动车组车尾的驾驶室挡风玻璃上方的分界层分离处；所述吹气区域设置在所述动车组车尾的驾驶室挡风玻璃的下方；所述气流模块设置在所述动车组车尾的内部与所述吸气区域和所述吹气区域相连。

2.根据权利要求1所述的一种基于吹吸气结合的高速动车组尾部减阻系统，其特征在于，所述气流模块包括吸气管路、透平式压缩机、储气罐和吹气管路，所述吸气管路、所述透平式压缩机、所述储气罐和所述吹气管路依次连接，所述吸气管路与所述吸气区域相连，所述吹气管路与所述吹气区域相连。

3.根据权利要求2所述的一种基于吹吸气结合的高速动车组尾部减阻系统，其特征在于，所述吸气区域设置有五排每排16个吸气孔，单个所述吸气孔的直径和中心距均保持一致。

4.根据权利要求2所述的一种基于吹吸气结合的高速动车组尾部减阻系统，其特征在于，所述吹气区域设置有五排每排16个吹气孔，单个所述吹气孔的直径和中心距均保持一致。

5.根据权利要求1所述的一种基于吹吸气结合的高速动车组尾部减阻系统，其特征在于，当所述吸气区域和所述吹气区域的吹吸气总质量流量处于4.615kg/s时，尾车的压差减阻率范围值为7.5％～9.5％。

技术总结
本发明提供一种基于吹吸气结合的高速动车组尾部减阻系统，包括：动车组车尾、吸气区域、吹气区域和气流模块，所述吸气区域设置在所述动车组车尾的驾驶室挡风玻璃上方的分界层分离处；所述吹气区域设置在所述动车组车尾的驾驶室挡风玻璃的下方；所述气流模块设置在所述动车组车尾的内部与所述吸气区域和所述吹气区域相连，本发明主要利用在高速动车组的车尾设置吹气区域和小区域控制外部的气流，从而起到控制车尾的压差阻力增强减阻效果。

技术研发人员：崔洪江,陈官鑫
受保护的技术使用者：大连交通大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11