Preview

Мир транспорта

Расширенный поиск

Оптимизация аэродинамической формы монорельсового подвесного юнибуса

https://doi.org/10.30932/1992-3252-2022-20-4-2

Аннотация

В статье описана аэродинамическая оптимизация формы монорельсового подвесного юнибуса струнного транспорта. Изучалось влияние геометрических и конструктивных элементов на аэродинамические характеристики. Оценка выполнялась в сравнительном анализе показателей двух форм с дальнейшим изменением и перерасчётом дорабатываемой модели, сравнивались в первую очередь сила лобового сопротивления и коэффициент сопротивления формы. В расчётах применялась модель газовой динамики на основе уравнений Рейнольдса с использованием SST-k-ωмодели переноса сдвиговых напряжений Ментера. Для решения уравнений с целью нахождения искомых функций использовалась противопоточная схема дискретизации второго порядка с применением процедуры уточнения «давление–скорость» в рамках алгоритма SIMPLE Патанкара–Сполдинга; использовался программно-вычислительный комплекс ANSYS Fluid Dynamics. Размеры расчётной области были выбраны с учётом геометрических размеров 3D-модели формы. Идентификация граничных условий производилась в решателе. Моделирование выполнялось для случая движения транспорта с постоянной скоростью.
Расчёты показали важность и влияние геометрии переходных участков корпуса транспортного средства, обязательность применения колёсных обтекателей и преимущества S-образного хвостовика. Предложенная оптимизация конструкции позволила на 16,9 % снизить силу и коэффициент аэродинамического сопротивления. По результатам проведённых исследований была выбрана оптимальная модель транспортного средства, обладающая наименьшим коэффициентом аэродинамического сопротивления, что позволило улучшить энергетическую экономичность системы и повысить её экологичность, как следствие – увеличить потенциальную рентабельность перевозочного процесса.

Об авторах

А. Э. Юницкий
ЗАО «Струнные технологии»
Беларусь

Анатолий Эдуардович Юницкий − председатель совета директоров и генеральный конструктор

Минск



С. В. Артюшевский
ЗАО «Струнные технологии»
Беларусь

Артюшевский Сергей Владимирович − заместитель генерального конструктора по науке

Минск



М. И. Цырлин
ЗАО «Струнные технологии»
Беларусь

Цырлин Михаил Иосифович − кандидат технических наук, ведущий специалист научно-исследовательского отдела

Минск



Список литературы

1. Мхитарян А. М. Аэродинамика. – М.: Эколит, 2013. – 448 с. ISBN 978-5-4365-0050-8.

2. Квасновская Н. П., Квасновский А. С. Аэродинамика современных легковых автомобилей // Автотранспортное предприятие. − 2006. − № 3. − С. 51−55.

3. Wilcox, D. C. Turbulence modeling for CFD. 3<sup>rd</sup> ed. DCW industries, 2006, 522 p. ISBN 978-1-928729-08-2 (1-928729-08-8).

4. Белов И. А., Исаев С. А. Моделирование турбулентных течений: Учеб. пособие. − СПб: Балт. гос. техн. ун-т. – 2001. – 108 с.

5. Молчанов А. М. Термофизика и динамика жидкости и газа. – М.: МАИ, 2019. − 152 с. [Электронный ресурс]: https://k204.ru/downloads/text2019.pdf. Доступ 24.05.2022.

6. Menter, F. R., Kuntz, М., Langtry, R. Ten Years of Industrial Experience with the SST Turbulence Model. Turbulence, heat and mass transfer, 2003, Vol. 4, No. 1, pp. 625−632. [Электронный ресурс]: https://www.researchgate.net/publication/228742295_Ten_years_of_industrial_experience_with_the_SST_turbulence_model. Доступ 24.05.2022.

7. Снегирёв А. Ю. Высокопроизводительные вычисления в технической физике. Численное моделирование турбулентных течений: Учеб. пособие. − СПб.: СПбПУ, 2009. − 143 с. ISBN 978-5-7422-2317-7.

8. Юницкий А. Э. Струнные транспортные системы: на Земле и в Космосе. – Силакрогс: ПНБ-принт, 2019. – 576 с. ISBN 978-985-90498-1-1.

9. Юницкий А. Э., Гарах В. А., Цырлин М. И. Струнный транспорт для городских перевозок пассажиров // Наука и техника транспорта. – 2021. – № 3. – С. 19–25. DOI:10.53883/20749325_2021_03_19.

10. Пастухов Д. Ф., Волосова Н. К., Пастухов Ю. Ф. Построение нестационарных моделей в оболочке ANSYS FLUENT: Учеб. пособие. – Новополоцк: ПГУ, 2018. − 46 с. [Электронный ресурс]: https://elib.psu.by/bitstream/123456789/22092/3/Построение%20нестационарных%20моделей%20в%20оболочке%20Fluent%20WORKBENCH.pdf. Доступ 24.05.2022.

11. Андрейчик А. Ф., Шмелёв А. В., Харитончик С. В. Влияние межзвенного пространства на аэродинамику многозвенного автопоезда // Актуальные вопросы машиноведения. − 2015. − № 4. − С. 121−124. [Электронный ресурс]: https://elibrary.ru/item.asp?id=29305331. Доступ 24.05.2022.

12. Высоцкий М. С., Евграфов А. Н. Аэродинамика колёсного транспорта. − Минск: Белавтотракторостроение, 2001. − 363 с. ISBN 985-6637-03-1.

13. Патанкар С. В., Сполдинг Д. Б. Тепло- и массообмен в пограничных слоях. –М.: Энергия, 1971. – 128 с.

14. Миньков Л. Л., Моисеева К. М. Численное решение задач гидродинамики с помощью вычислительного пакета Ansys Fluent.–Томск: STT, 2017.–122 с. ISBN 978-5-93629-594-2. [Электронный ресурс]: https://elibrary.ru/item.asp?id=29806159. Доступ 24.05.2022.


Рецензия

Для цитирования:


Юницкий А.Э., Артюшевский С.В., Цырлин М.И. Оптимизация аэродинамической формы монорельсового подвесного юнибуса. Мир транспорта. 2022;20(4):17-26. https://doi.org/10.30932/1992-3252-2022-20-4-2

For citation:


Unitsky A.E., Artyushevsky S.V., Tsyrlin M.I. Optimisation of the Aerodynamic Shape of a Monorail Suspended Unibus. World of Transport and Transportation. 2022;20(4):17-26. https://doi.org/10.30932/1992-3252-2022-20-4-2

Просмотров: 296


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1992-3252 (Print)