挡风墙的疏透度对列车运行安全的影响研究

概要：35%挡风墙、40%挡风墙。为了做比较，我们把原来的实心挡风墙，即没有挖缝的挡风墙叫做疏透度为0%的挡风墙。我们把风向角固定在90°，因为在无挡风墙时，风向角90°时，列车最危险。我们做挡风墙的目的就是降低危险。所以我们取有代表性的90°风向角进行研究。一样道理，风速越大越危险。我们去通常情况下自然风速的最大值40m/s。只把挡风墙的疏透度为变量。首先对头车第2 小节进行分析。因为在头车第2 小节，侧倾力矩是最大的，这里最容易发生危险。研究头车第2 小节的侧倾力矩在不同疏透度挡风墙的变化规律很有代表意义。给出了规律的曲线图。x 轴表示的是挡风墙的疏透度，y 轴表示头车第2小节侧倾力矩的具体指。由于发现在挡风墙疏透度为10%的时候，头车第2 小节侧倾力矩有明显下降，因此我们对7%，9%，10.5%，11%，13%疏透度的挡风墙进行了补充模拟。由图我们发现随着挡风墙疏透度的增大，第2 小节的侧倾力矩不是单调增加的，而是在7%疏透度的时候有了第一次降低，在10%疏透度的时候有了第二次降低。而且降低到比0%挡风墙即实心挡风墙时侧倾力矩更低。这就证明了

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35%挡风墙、40%挡风墙。为了做比较，我们把原来的实心挡风墙，即没有挖缝的挡风墙叫做疏透度为0%的挡风墙。我们把风向角固定在90°，因为在无挡风墙时，风向角90°时，列车最危险。我们做挡风墙的目的就是降低危险。所以我们取有代表性的90°风向角进行研究。一样道理，风速越大越危险。我们去通常情况下自然风速的最大值40m/s。只把挡风墙的疏透度为变量。首先对头车第2 小节进行分析。因为在头车第2 小节，侧倾力矩是最大的，这里最容易发生危险。研究头车第2 小节的侧倾力矩在不同疏透度挡风墙的变化规律很有代表意义。给出了规律的曲线图。x 轴表示的是挡风墙的疏透度，y 轴表示头车第2小节侧倾力矩的具体指。由于发现在挡风墙疏透度为10%的时候，头车第2 小节侧倾力矩有明显下降，因此我们对7%，9%，10.5%，11%，13%疏透度的挡风墙进行了补充模拟。由图我们发现随着挡风墙疏透度的增大，第2 小节的侧倾力矩不是单调增加的，而是在7%疏透度的时候有了第一次降低，在10%疏透度的时候有了第二次降低。而且降低到比0%挡风墙即实心挡风墙时侧倾力矩更低。这就证明了挡风墙在一定的疏透度下，比实心的挡风墙防风效果更好的理论。这就使得挡风墙对高速列车防风研究中提供了新了思考。即当挡风墙有了一个合理的疏透度以后，不仅可以节约耗材，而且防风效果还能更好。

　　

　　头车第2 小节是最容易发生危险的地方，接下来我们对中间车的第7，第8，第9 小节进行分析。因为沿车身方向z 轴侧倾力矩没有太大变化，比较平稳。因此对中间车的三节进行分析对z 轴侧倾力矩沿车身方向的变化规律有代表意义。为各种疏透度挡风墙防护下的中间车第7 小节z 轴侧倾力矩。侧倾力矩在5%疏透度的时候有第一次降低，在9%疏透度的时候有第二次降低。这与头车第2 小节侧倾力矩随挡风墙疏透度的变化情况不一致。这说明随着挡风墙疏透度的增加，在头车与中间车z 轴侧倾力矩不是同时达到最小值。不过这没关系。我们会找到一个最佳的疏透度，使得这时的挡风墙对列车在整体上防护效果最好。当挡风墙的疏透度在超过15%以后，侧倾力矩随着疏透度的增加而单调增加。

　　各种疏透度挡风墙防护下的中间车第8 小节z 轴侧倾力矩。侧倾力矩在第8 小节的具体数值上与在第7 小节上的很接近，侧倾力矩在第8 小节上随挡风墙疏透度的变化规律与第7 小节上的大致相仿。在疏透度为10%的时候有唯一一次降低，也是在疏透度超过15%后，侧倾力矩单调增加。

 

　　各种疏透度挡风墙防护下的中间车第9 小节z 轴侧倾力矩。在具体数值上，侧倾力矩在第9 小节与第7、8 小节的都很接近。不过侧倾力矩随着挡风墙疏透度的变化很有规律性。侧倾力矩从0%疏透度到7%疏透度逐渐增加，到了9%疏透度开始降低，到10%疏透度的时候达到最低。而且低于0%疏透度。此时的列车第9 小节最安全。疏透度超过10%以后，侧倾力矩开始逐渐增加。从下图发现，在10%疏透度时，侧倾力矩有明显的降低。综合列车第2、7、8、9 小节。我们发现了共同的规律就是在当挡风墙疏透度为

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