[发明专利]阵列式高速列车尾部涡流控制装置

说明书

本申请公开了一种阵列式高速列车尾部涡流控制装置，涉及列车涡流控制技术领域，该尾部涡流控制装置固定于高速列车的头车和/或尾车的表面，该尾部涡流控制装置固定于鼻锥的表面，包括：阵列排布的多个尾涡控制器，多个尾涡控制器沿同一对称轴两两对称设置于鼻锥的两侧；两两对称设置的尾涡控制器形成多个控制器组，控制器组沿对称轴的延伸方向依次排布，控制器组至少包括第一控制器组和第二控制器组，第一控制器组位于第二控制器组靠近鼻尖的一侧，第一控制器组中两两对称设置的尾涡控制器之间的最大直线距离为D1，第二控制器组中两两对称设置的尾涡控制器之间的最小直线距离为D2，D1＜D2。如此有利于减小高速列车的尾车升力。

技术领域

本申请涉及列车涡流控制技术领域，具体地说，涉及一种阵列式高速列车尾部涡流控制装置。

背景技术

高速列车技术的发展是一个国家高新技术发展水平的重要标志。近些年，中国高速列车技术取得了重大进展，京沪高铁运行速度达到了350km/h。高速列车贴近地面或轨道运行，长径比远大于其他交通工具，在高速运行的情况下，其空气动力特性变得更为复杂。在无横风条件下，尾车的气动升力是影响列车乘坐舒适性和运行安全性的关键气动载荷，大的气动升力会显著减小轮轨接触力，对尾车的运行平稳性和乘坐舒适性有不利影响，甚至过大的气动升力容易导致列车脱轨，对运行安全性十分不利。

高速列车的气动外形设计所需考虑的因素众多，结构复杂。目前，高速列车流线型的头部和尾部主要是以减小列车气动阻力为目的而设计的，然而，这也在一定程度上增大了列车尾车的气动升力。此外，研究发现，列车尾涡的生成与脱落是影响尾车气动升力及其振荡的关键因素。为了综合考虑高速列车的气动特性，本发明希望更加有效地降低尾车的气动升力。

发明内容

有鉴于此，本申请提供了一种阵列式高速列车尾部涡流控制装置，在高速列车的头车和/或尾车的鼻锥位置引入了阵列排布的尾涡控制器，尾涡控制器沿同一对称轴两两对称设置于鼻锥上表面的两侧，如此设计有利于实现对尾涡结构的干扰控制，减小尾涡带来的负面影响，有利于减小高速列车的尾车升力，从而有利于提升高速列车的运行安全性。

为了解决上述技术问题，本申请有如下技术方案：

本申请提供一种阵列式高速列车尾部涡流控制装置，其特征在于，所述高速列车尾部涡流控制装置固定于高速列车的头车和/或尾车的表面，所述高速列车包括所述头车和所述尾车以及位于所述头车和所述尾车之间的中间车，所述头车和所述尾车分别包括远离所述中间车设置的鼻锥，所述鼻锥包括远离所述中间车设置的鼻尖，所述高速列车尾部涡流控制装置固定于所述鼻锥的表面；

所述阵列式高速列车尾部涡流控制装置，包括：阵列排布的多个尾涡控制器，多个所述尾涡控制器沿同一对称轴两两对称设置于所述鼻锥的两侧，位于所述对称轴同一侧的所述尾涡控制器朝向所述对称轴的正投影至少部分不交叠，所述对称轴的延伸方向与所述车头或车尾的延伸方向相同；

两两对称设置的所述尾涡控制器形成多个控制器组，所述控制器组沿所述对称轴的延伸方向依次排布，所述控制器组至少包括第一控制器组和第二控制器组，所述第一控制器组位于所述第二控制器组靠近所述鼻尖的一侧，所述第一控制器组中两两对称设置的所述尾涡控制器之间的最大直线距离为D1，所述第二控制器组中两两对称设置的所述尾涡控制器之间的最小直线距离为D2，D1＜D2。

可选地，其中：

所述尾涡控制器呈直角梯形结构，包括与直角梯形的顶边对应的第一表面、与直角梯形的底边对应的第二表面、与直角梯形的直角腰对应的第三表面、以及与直角梯形的斜腰对应的第四表面；所述第一表面和所述第二表面分别与所述第三表面垂直，所述第四表面分别与所述第一表面和所述第二表面相交；

所述第四表面与所述第一表面相交的位置与所述第三表面之间的垂直距离为h，所述第四表面与所述第二表面相交的位置与所述第三表面之间的垂直距离为H，所述第一表面与所述第二表面之间的距离为L，其中，h＜H，L≥H。