仿生球体形态对高速磁浮列车减阻的影响

采用基于SST k-ω双方程的IDDES湍流模型，在高速磁浮列车流线型部位设置不同形态的仿生球体结构，对其减阻性能进行瞬态模拟。研究结果表明：仿生球体结构不仅可以有效降低尾流流速，削弱尾流的整体强度，而且能够约束尾涡的发展，减小尾涡的辐射范围；球体结构减小了尾车流动分离位置处的高速流区面积，并有效延缓了湍流的猝发性，使得湍流强度降低，边界层厚度变窄；仿生球体结构对列车风产生一种吸附作用，使得高速区被集中在距离尾车鼻尖更近的部位，尾流的流速波动变小；球体形态差异对流场结构的影响较大，与凸包形态的球体结构相比，凹坑形态的球体结构对尾流强度的削弱作用更显著，对流动分离位置边界层的作用效果更好，对列车风的吸附能力更强；凸包形态和凹坑形态的仿生球体结构可分别减小7.64%和14.58%的尾车气动阻力，但会分别增大2.33%和1.16%的头车气动阻力。