真空管道磁浮交通车体热压载荷分布特征及其非定常特性

基于SST k-ω湍流模型和IDDES方法，采用三维数值模型对800 km/h的真空管道磁浮交通系统在雍塞状态（阻塞比为0.3和0.2）和非雍塞状态（阻塞比为0.1）下进行瞬态模拟，得到列车车体热压载荷时均分布特征及其波动特性，并利用跨声速风洞凸块试验数据验证了数值方法的准确性。基于本征正交分解提取流场重要相干结构，识别列车表面载荷非定常较强区域，揭示其时空演化规律。研究结果表明：列车上表面载荷分布特征与拉瓦尔喷管相似，雍塞/非雍塞状态下载荷分布差异主要位于扩张段；列车下表面载荷分布因悬浮架腔体的截面突变而变得复杂，气流突入到第一个悬浮架腔体形成局部滞止点，造成车体压力大幅度振荡，同时热量在列车底部聚集，尾车下洗气流和上洗气流相互作用差异导致了雍塞/非雍塞状态下温度峰值的位置不同；列车表面压力非定常较强区域主要位于底部悬浮架处，且存在14 Hz的特征频率，雍塞状态下尾车激波处也是一个非定常源；中间车、尾车温度载荷一阶模态体现了热量累积过程。