同时，小汽车前端地面设置滑移边界条件；小汽车附近及后部地面设置无滑移边界条件和移动壁面边界条件，以模拟地面与气流的摩擦作用。地面采用移动壁面边界条件，以消除假设条件为来流吹袭、列车静止而引起地面附面层对列车气动性能计算的影响。......
2023-10-17
STAR-CCM+边界条件设置案例
【摘要】：故在明线无侧风运行工况计算边界条件设置的基础上，将两个侧面分别设置为速度进口、压力出口即可。列车表面、计算域顶面、地面边界条件保持不变。
1.速度入口、压力出口边界条件的设置方法
假设入口边界来流的三维速度分布没有受到模型的扰动，除来流速度方向外，另外两个方向的速度分量为零，而横风从与入口面相邻的一个侧面法向进入，从另一个侧面或出口流出。故在明线无侧风运行工况计算边界条件设置的基础上，将两个侧面分别设置为速度进口、压力出口即可。
对于入口边界条件，保持“inlet”边界条件不变，选择“side+”边界，将侧风按进口风速15m/s设置。对于出口边界条件，保持“outlet”边界条件不变，选择“side-”边界，设置为压力出口边界条件，出口压力取一个标准大气压强。列车表面、计算域顶面、地面边界条件保持不变。
2.源场边界条件的设置方法
本例中采用另一种设置方式，即考虑计算域入口、出口、顶面和两个侧面均为源场边界条件。以入口边界的设置为例，源场边界条件的设置方法如下：
选择[Regions]＞[Region 1]＞[Boundaries]＞[inlet]，将其属性栏中的“Type”项改为“Free Stream”，即源场边界条件方式，如图5-160所示。
选择[Regions]＞[Region 1]＞[Boundaries]＞[inlet]＞[Physics Conditions]＞[Flow Di-rection Specification]，将其属性栏中的“Method”项改为“Components”，即采用速度分量的方式，如图5-161所示。
选择[Regions]＞[Region 1]＞[Boundaries]＞[inlet]＞[Physics Values]＞[Flow Direc-tion]＞[Constant]，将其属性栏中的“Value”项改为“[0.153，0.988，0.0]”，设置速度向量，如图5-162所示。
选择[Regions]＞[Region 1]＞[Boundaries]＞[inlet]＞[Physics Values]＞[Mach Num-ber]＞[Constant]，将其属性栏中的“Value”项改为“0.28926”，如图5-163所示。该马赫数对应的是列车速度与横风风速的合速度大小。
(www.chuimin.cn)
图5-160 Free Stream属性
图5-161 采用速度分量的方式
图5-162 设置速度向量
选择[Continua]＞[Physics 1]＞[Boundaries]＞[Initial Conditions]＞[Velocity]＞[Constant]，将其属性栏中的“Value”项改为“[15.0，97.2，0.0]”，初始化来流方向，如图5-164所示。
本例中还进行了头车倾覆力矩的计算。如图5-165所示，将该项改名为“Moment Coeffi-cient-head”，力矩的设置如属性栏中各项所示。其中，“Reference Radius”项指列车的参考半径，可取为车高；“Axis”项指沿X向的力矩，即倾覆力矩。改变属性栏“Parts”项为“Region1：head”。
对于列车的安全性来说，倾覆力矩作用于背横风处钢轨内侧（数值更大）比作用于列车重心位置更能直接反映列车的倾覆情况，因此，在取倾覆力矩时，取列车背风侧钢轨内侧的轮轨接触线为取矩轴。
按照同样的方法生成中间车倾覆力矩“Moment Coefficient-mid”和尾车倾覆力矩“Mo-ment Coefficient-tail”，基本设置不变，只需分别改变属性栏“Parts”项为“Region1：mid”和“Region1：tail”。
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2023-10-17
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2023-10-17
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2023-10-17
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