Análisis numérico del efecto de diferentes formas de nariz en el rendimiento aerodinámico de trenes
Autores: Schito, Paolo; Vigevano, Luigi; Negri, Stefano; Chauvin, Kerian; Colavito, Gianluca; Landolfi, Eric
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Análisis numérico del efecto de diferentes formas de nariz en el rendimiento aerodinámico de trenes
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Mecánica
Palabras clave
Rendimiento aerodinámico
Formas de nariz
Coeficiente de arrastre
Distribución de presión
Estructuras de flujo
Homologación de trenes
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 1
Citaciones: Sin citaciones
Este estudio investiga el rendimiento aerodinámico de varios trenes con diferentes formas de nariz, utilizando como variables de diseño dos ángulos alfa y beta para la forma de la cabeza y el ángulo de bluntness, sin viento cruzado. Se analizan los efectos en el rendimiento aerodinámico, como el coeficiente de arrastre del tren, la distribución de presión a lo largo de la superficie del tren, las estructuras de flujo alrededor del tren y el estela, y el pulso de presión en la cabeza. Los resultados indican que el aumento en la longitud de la nariz del tren para formas planas disminuye los valores de CD en un 21.47% y un 19.11%, reduciendo la región de alta presión en la cabeza delantera. La configuración de nariz de pato surge como un compromiso entre la reducción de arrastre y la longitud de la nariz. Al aumentar el ángulo, se presenta una reducción adicional del arrastre del 8.5%. También se analiza la formación de arrastre a lo largo del tren. Cuanto más pronunciada sea la variación en la geometría, mayor será la intensidad máxima y la pendiente de la curva. En cuanto a las características del flujo alrededor del tren, se capturan dos vórtices principales en sentido contrario en la estela. Además, cuanto mayor sea la longitud de la nariz y mayor sea el ángulo de bluntness, más débil y más estrecha será la estela. Nuevamente, una forma de nariz más larga produce un salto más suave en términos de diferencia de presión, crucial para la homologación y seguridad del tren.
Descripción
Este estudio investiga el rendimiento aerodinámico de varios trenes con diferentes formas de nariz, utilizando como variables de diseño dos ángulos alfa y beta para la forma de la cabeza y el ángulo de bluntness, sin viento cruzado. Se analizan los efectos en el rendimiento aerodinámico, como el coeficiente de arrastre del tren, la distribución de presión a lo largo de la superficie del tren, las estructuras de flujo alrededor del tren y el estela, y el pulso de presión en la cabeza. Los resultados indican que el aumento en la longitud de la nariz del tren para formas planas disminuye los valores de CD en un 21.47% y un 19.11%, reduciendo la región de alta presión en la cabeza delantera. La configuración de nariz de pato surge como un compromiso entre la reducción de arrastre y la longitud de la nariz. Al aumentar el ángulo, se presenta una reducción adicional del arrastre del 8.5%. También se analiza la formación de arrastre a lo largo del tren. Cuanto más pronunciada sea la variación en la geometría, mayor será la intensidad máxima y la pendiente de la curva. En cuanto a las características del flujo alrededor del tren, se capturan dos vórtices principales en sentido contrario en la estela. Además, cuanto mayor sea la longitud de la nariz y mayor sea el ángulo de bluntness, más débil y más estrecha será la estela. Nuevamente, una forma de nariz más larga produce un salto más suave en términos de diferencia de presión, crucial para la homologación y seguridad del tren.