Научная статья на тему 'АЭРОДИНАМИЧЕСКОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ ВЫСОКОСКОРОСТНОГО ЭЛЕКТРОПОЕЗДА "AFROSIYOB" НА ВСТРЕЧНЫЕ ПОЕЗДА'

АЭРОДИНАМИЧЕСКОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ ВЫСОКОСКОРОСТНОГО ЭЛЕКТРОПОЕЗДА "AFROSIYOB" НА ВСТРЕЧНЫЕ ПОЕЗДА Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

CC BY
172
29
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
АЭРОДИНАМИКА / УРАВНЕНИЕ НАВЬЕ - СТОКСА / ПРОГРАММНЫЙ МОДУЛЬ / УЧАСТОК / СИЛА / ДАВЛЕНИЕ

Аннотация научной статьи по строительству и архитектуре, автор научной работы — Бозоров Рамазон Шамилович

В настоящее время высокоскоростной пассажирский поезд «Аfrosiyob» курсирует на участках Ташкент - Самарканд, Самарканд - Карши, Самарканд - Бухара. В ближайшем будущем планируется запустить грузовые поезда на участках маршрута Бухара - Мискен. На высокоскоростных двухпутных участках Ташкент - Самарканд, Самарканд - Наваи предусмотрено движение грузовых поездов совмещенно с пассажирскими поездами, что отрицательно сказывается на пропускной способности станций и перегонов. В связи с этим актуальным вопросом является движение грузовых поездов на этих участках. Необходимы дополнительные исследования по увеличению пропускной способности участков, где курсируют грузовые и высокоскоростные пассажирские поезда. В статье рассматриваются варианты аэродинамического взаимодействия грузовых и высокоскоростных пассажирских поездов, движущихся в попутном или встречном направлении. При этом была выдвинута идея безопасной организации движения грузовых поездов при встречном и попутном движении высокоскоростных пассажирских поездов. Результатом данного исследования является определение возможности движения грузовых поездов в одном направлении или в противоположном направлении при обеспечении безопасности движения на двухпутных участках, по которым курсируют высокоскоростные электропоезда «Аfrosiyob». Это дает возможность выработать рекомендации по более эффективному использованию пропускной способности участков. При расчете аэродинамического взаимодействия выполнен анализ научных идей, выдвинутых учеными Европы, США, России и других стран. Описаны способы решения уравнений Навье - Стокса с использованием существующих моделей программирования.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

AERODYNAMIC IMPACT OF THE HIGH-SPEED ELECTRIC TRAIN "AFROSIYOB" ON OPPOSITE TRAINS

At present, the “Afrosiyob” high-speed passenger train runs on the Tashkent - Samarkand, Samarkand - Karshi, Samarkand - Bukhara sections. In the near future, it is planned to launch freight trains on sections of the Bukhara-Misken route. On high-speed double - track sections Tashkent - Samarkand, Samarkand-Navаi, the movement of freight trains is combined with passenger trains. Which, in turn, negatively affects the throughput of stations and hauls. In connection with this, the actual issue is the movement of freight trains on these sections. Additional research is needed to increase the capacity of sections where freight and high-speed passenger trains run. The article considers options for the aerodynamic interaction of freight and high - speed passenger trains moving in one or the opposite direction. At the same time, the idea of the safe organization of freight trains during the movement of high-speed passenger trains was put forward. As a result of this study, the possibilities of carrying cargo trains in one direction or in the opposite direction are determined by ensuring the safety of movement on two-way parcels in which high-speed “Afrosiyob” high - speed electric trains travel. This makes it possible to develop recommendations for more effective use of the ability of parcels to conduct trains. When calculating the aerodynamic interaction, scientific ideas put forward by scientists from Europe, the USA, Russia and other countries were analyzed. Methods for solving the Navier - Stokes equations using existing programming models are described.

Текст научной работы на тему «АЭРОДИНАМИЧЕСКОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ ВЫСОКОСКОРОСТНОГО ЭЛЕКТРОПОЕЗДА "AFROSIYOB" НА ВСТРЕЧНЫЕ ПОЕЗДА»

УДК 656.2.022.846:629.4.024.1

Р. Ш. Бозоров

Ташкентский государственный транспортный университет (ТГТрУ), г. Ташкент, Республика Узбекистан

АЭРОДИНАМИЧЕСКОЕ ВОЗДЕЙСТВИЕ ВЫСОКОСКОРОСТНОГО ЭЛЕКТРОПОЕЗДА «AFROSIYOB» НА ВСТРЕЧНЫЕ ПОЕЗДА

Аннотация. В настоящее время высокоскоростной пассажирский поезд «Afrosiyob» курсирует на участках Ташкент - Самарканд, Самарканд - Карши, Самарканд - Бухара. В ближайшем будущем планируется запустить грузовые поезда на участках маршрута Бухара - Мискен. На высокоскоростных двухпутных участках Ташкент - Самарканд, Самарканд - Наваи предусмотрено движение грузовых поездов совмещенно с пассажирскими поездами, что отрицательно сказывается на пропускной способности станций и перегонов. В связи с этим актуальным вопросом является движение грузовых поездов на этих участках. Необходимы дополнительные исследования по увеличению пропускной способности участков, где курсируют грузовые и высокоскоростные пассажирские поезда.

В статье рассматриваются варианты аэродинамического взаимодействия грузовых и высокоскоростных пассажирских поездов, движущихся в попутном или встречном направлении. При этом была выдвинута идея безопасной организации движения грузовых поездов при встречном и попутном движении высокоскоростных пассажирских поездов. Результатом данного исследования является определение возможности движения грузовых поездов в одном направлении или в противоположном направлении при обеспечении безопасности движения на двухпутных участках, по которым курсируют высокоскоростные электропоезда «Afrosiyob». Это дает возможность выработать рекомендации по более эффективному использованию пропускной способности участков.

При расчете аэродинамического взаимодействия выполнен анализ научных идей, выдвинутых учеными Европы, США, России и других стран. Описаны способы решения уравнений Навье - Стокса с использованием существующих моделей программирования.

Ключевые слова: аэродинамика, уравнение Навье - Стокса, программный модуль, участок, сила, давление.

Ramazon Sh. Bozorov

Tashkent State Transport University (TSTU), Tashkent, the Republic of Uzbekistan

AERODYNAMIC IMPACT OF THE HIGH-SPEED ELECTRIC TRAIN «AFROSIYOB» ON OPPOSITE TRAINS

Abstract. At present, the "Afrosiyob" high-speed passenger train runs on the Tashkent - Samarkand, Samarkand -Karshi, Samarkand - Bukhara sections. In the near future, it is planned to launch freight trains on sections ofthe Bukhara-Misken route. On high-speed double - track sections Tashkent - Samarkand, Samarkand-Navаi, the movement of freight trains is combined with passenger trains. Which, in turn, negatively affects the throughput of stations and hauls. In connection with this, the actual issue is the movement of freight trains on these sections. Additional research is needed to increase the capacity of sections where freight and high-speed passenger trains run.

The article considers options for the aerodynamic interaction of freight and high - speed passenger trains moving in one or the opposite direction. At the same time, the idea of the safe organization offreight trains during the movement of high-speed passenger trains was put forward. As a result of this study, the possibilities of carrying cargo trains in one direction or in the opposite direction are determined by ensuring the safety of movement on two-way parcels in which high-speed "Afrosiyob" high - speed electric trains travel. This makes it possible to develop recommendations for more effective use of the ability ofparcels to conduct trains.

When calculating the aerodynamic interaction, scientific ideas put forward by scientists from Europe, the USA, Russia and other countries were analyzed. Methods for solving the Navier - Stokes equations using existing programming models are described.

Keywords: aerodynamics, Navier - Stokes equation, software module model, section, force, pressure.

С целью повышения эффективности пассажирских перевозок за счет развития сети железнодорожного транспорта в Республике Узбекистан, электрификации участков и внедрения современных технологий ежедневно повышается потребность в современных электропоездах, имеющих все удобства, направленные на улучшение транспортной

инфраструктуры, безопасное транспортное обслуживание и оказание качественных и безопасных транспортных услуг пассажирам. В настоящее время в АО «Узбекистан темир йуллари» приоритетной задачей является обеспечение своевременного прибытия пассажиров в пункты назначения с высокой скоростью. С целью расширения области оказания современных услуг туристам, прибывшим для ознакомления с историческими достопримечательностями нашей Республики, планируется продлить движение поезда «Afrosiyob» в направлении Бухоро - Мискин до города Хива. Однако следует отметить, что повышение количества пассажирских поездов «Afrosiyob» будет отрицательно влиять на организацию движения грузовых поездов.

Анализ показателей деятельности железной дороги нашей страны указывает на повышение потребностей грузовых и пассажирских перевозок в будущем. В данном положении эффективное использование пропускной способности будет выявляться как главная задача АО «Узбекистан темир йуллари».

Проведенные исследования [14, 16, 20] показывают, что вследствие повышения количества высокоскоростных пассажирских поездов «А1тоз1уоЬ» по участку Ташкент -Самарканд с двух до шести поездов пропускная способность грузовых поездов на данном участке снижается на 62,8 - 93,2 %. В результате повышаются простой грузовых вагонов, срок доставки грузов и технико-экономические издержки перевозок грузов.

Выполняемые несколько десятилетий практические и теоретические исследования по организации движения высокоскоростных пассажирских поездов показывают, что поток аэродинамического воздуха вокруг поездов, созданный за счет повышения скорости движения, приводит к ускоренным изменениям окружающей среды, что в свою очередь отрицательно влияет на окружающую среду и деятельность работы железнодорожных устройств. Изучение потока воздуха, возникшего вокруг движущегося высокоскоростного поезда, считается актуальной задачей по обеспечению безопасности движения. В таких странах, как Япония, Франция, Испания, где высокоскоростное движение более развито, были исследованы параметры изменчивости потока воздуха возникающего в передней части поезда за счет нестационарной аэродинамики. Такие исследования ведутся в ОАО «ВНИИЖТ» [1, 14, 15] на примере электропоезда «Сапсан» на участке Москва - Санкт-Петербург. По результатам исследований были определены аэродинамические силы, воздействующие на подвижной состав соседнего пути и пассажиров на платформе, и безопасое расстояние. Значения безопасного расстояния удаления пассажиров от оси пути приведены на рисунке 1.

§ &

Н «

5 Я

о о

ей

а 5

т й т С

4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500

3745

3245

2745

2245

50 100 150 200 250

Скорости высокоскоростных поездов, км/ч

300

0

0

Рисунок 1- Безопасное расстояние пассажиров от оси пути

При внедрении высокоскоростного движения поездов в странах с развитой железнодорожной инфраструктурой пути используют по отдельной специализации, учитывая безопасность движения и комфортабельность. Сейчас в АО «Узбекистан темир йуллари» эксплуатация путей для поездов различных категорий имеет ряд трудностей при организации движения грузовых поездов.

Согласно действующей инструкции «Об организации обслуживания и пропуска высокоскоростного электропоезда «А1тоз1уоЬ» по участкам Ташкент - Самарканд - Карши, Ташкент - Самарканд - Бухара» в целях обеспечения безопасности движения поездов на АО «Узбекистан темир йуллари» в период пропуска электропоезда «А1тоз1уоЬ» запрещается движение поездов по соседним путям [22]. Вследствие этого пропускная способность железнодорожных участков используется неэффективно. С целью устранения этих трудностей требуется исследовать вопрос о возможности движения грузовых поездов по соседним путям в период движения высокоскоростного электропоезда «Afrosiyob».

Необходимо теоретическое обоснование аэродинамического воздействия на грузовой поезд, следуюший по соседнему пути с высокоскоростным пассажирским поездом. Для этого целесообразно изучение вариантов взаимодействия грузовых и пассажирских поездов в следующих обстоятельствах.

Первый вариант.

Аэродинамическое воздействие высокоскоростного пассажирского электропоезда на встречный грузовой поезд (рисунок 2).

Грузовой поезд

, Роб

: - .....

- г г

V V : =

Скоростной лоеад

V.

Рисунок 2 - Схема взаимного аэродинамического воздействия встречного высокоскоростного пассажирского

электропоезда на полносоставный грузовой поезд

Второй вариант.

Аэродинамическое воздействие высокоскоростного пассажирского электропоезда на встречный одиночный подвижной состав (локомотивы, самоходные подвижные средства и т. п.) приведено на рисунке 3.

V!

Одиночный состав

Скоростной поезд

Рисунок 3 - Схема взаимного аэродинамического воздействия высокоскоростного пассажирского электропоезда на встречные одиночные подвижные составы (локомотивы, самоходные подвижные средства и т. п.)

Третий вариант.

Аэродинамическое воздействие высокоскоростного пассажирского электропоезда на встречный пассажирский поезд (состав поезда - 10 - 18 вагонов) приведено на рисунке 4.

Рисунок 4 - Схема взаимного аэродинамического воздействия встречного пассажирского высокоскоростного электропоезда, местного и пригородного поездов

Четвертый вариант.

Аэродинамическое воздействие высокоскоростного пассажирского электропоезда на попутный грузовой поезд показано на рисунке 5.

Рисунок 5 - Схема взаимного аэродинамического воздействия высокоскоростного пассажирского электропоезда на попутный грузовой поезд

Пятый вариант.

Аэродинамическое воздействие высокоскоростного пассажирского электропоезда на попутный одиночный подвижной состав (локомотивы, самоходные подвижные средства и т. п.) приведено на рисунке 6.

Л т

Одиночный состав

Роб

т

- - А/2 -

= = =

Скоростной поезд

Рисунок 6 - Схема взаимного аэродинамического воздействия высокоскоростного пассажирского электропоезда на попутные одиночные подвижные составы (локомотивы, самоходные подвижные средства и т. п.)

Шестой вариант.

Аэродинамическое воздействие высокоскоростного пассажирского электропоезда на попутный пассажирский поезд (состав поезда - 10 - 12 вагонов) приведено на рисунке 7.

Пассажирский поезд

шах

Скоростной поезд

Рисунок 7 - Схема взаимного аэродинамического воздействия попутного пассажирского высокоскоростного электропоезда, местного и пригородного поездов

На рисунках 2 - 7 приняты следующие обозначения:

^пах - максимальная скорость движения высокоскоростного пассажирского электропоезда, км/ч; А -ширина исследуемого объекта, м;

У1 -скорость движения встречного или попутного подвижного состава, км/ч;

К„, К, К -I

прэ-^-сй "продольные, поперечные и аэродинамические силы, возникающие

вследствие движения грузового и высокоскоростного пассажирского поездов, Н.

Вследствие попутного или встречного движения поездов образуется сложный поток воздуха. Это влияет на устойчивость подвижного состава. При выполнении исследования в условиях высокой турбулентности необходимо учитывать направление движения поездов. Соединительные точки грузового и высокоскоростного пассажирского поездов рассматриваются, как на прямом профиле участка. Высокоскоростной пассажирский поезд «А&оз1уоЬ» и другие категории поездов могут скрещиваться между собой на перегонах двухпутного участка Ташкент - Новый Янгиер и Джизак-1 - Самарканд. Так, в открытых местах (перегоны и полевые места) и закрытых местах (тоннели, станции и др.) аэродинамические силы и нагрузки воздействуют по-разному. На кривых участках трудного профиля наблюдается влияние внешней центробежной силы. Изучается положение скрещивания грузового и пассажирского поездов на двухпутных участках открытой территории. Схемы участков Ташкент - Новый Янгиер и Джизак-1 - Самарканд приведены на рисунке 8. Длина этих участков составляет соответственно 133,4 и 112,3 км. На участках с высокоскоростным движением поездов также следует учитывать параметры путей (уклон, радиус кривой и др.) и погодные условия (ветер, осадки и др.). 14,02 % (18,7 км) и 36,2 % (40,7 км) приходится соответственно на кривые участки. Из этого следует, что необходимо учитывать скрещивания грузового и скоростного поездов на кривом участке.

Вектор скорости ветра, воздействующий на движение поездов, имеет две составляющие: перпендикулярную и поперечную (продольную) скорости направления движения. Если поперечная и продольная скорости способствуют ускорению или замедлению движения подвижного состава, то перпендикулярная действует на устойчивость вагонов. Поэтому целесообразно изучить воздействие перпендикулярных составляющих на устойчивость вагонов и безопасность движения [10 - 13].

В расчетах учитывается высокое аэродинамическое воздействие высокоскоростного поезда «Afrosiyob» на грузовой поезд из порожних универсальных крытых вагонов.

Порожние вагоны повышают достоверность исследования. Техническая характеристика высокоскоростного поезда: 11 пассажирских вагонов и два локомотива, максимальная

скорость движения поезда утах = 250 км/ч, максимальное ускорение атах = 1,2 м/с2, длина

поезда !тах= 183 м, длина локомотива Ьлок= 20 м, ширина поезда А = 2,96 м, высота поезда

Н = 4 м, общий вес Qв = 306 т. Техническая характеристика универсального крытого вагона:

4= 15,724 м, 4= 2,764 м, нв= 3,05 м [18, 19].

Уяпттаяпятт

Джамбай

Самарканд

РЗД№16

Джизак!

Гашиарал

Булунгур

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Булунгур Джамбай

Зэрэфшан

Самарканд

'так, у\ц / км 11,9 ^^ /^24,3 17>4 ^^^^ 57,4 \х11,2 9,8 7,6 у/ 6,7

К-тшп,м 1542 909 Ш 709 568

Тущиат

Уршул

Урта%л Яшиюль

Алиалар

Баяут нса!

Л ш \ 4,б\ 6,7 / / 4,3 \ 7 8,8 \ \8,9 \7,6 7,2\ N12,4 15 \ \8,9 8,5 \ \9,3 ю,г\ \8,5 6,2 \ 5,3 / /13,4 5,7 25,5 8,3 / /12,5 6,4/ /6,2 \5,6 7,5

К™ п. М 572 556 964 1037 758 895 1075 603 659 840 1031 1553 1612 1453

а

б

Рисунок 8 - Схемы и профили двухпутного участка Ташкент - Самарканд АО «Узбекистан темир йуллари»: а - двухпутного участка Джизак-1-Самарканд; б -двухпутного участка Ташкент - Новый Янгиер

Аэродинамика воздуха вокруг движущегося поезда на высокой скорости бывает в виде положительно сжатого (р+) перед началом головной части поезда и после импульсов отрицательного давления (р ) [4, 10]. В конце поезда этот процесс будет в обратном виде. Импульс давления, образовавшийся между поперечными или попутными поездами, зависит от расстояния междупутья. Давление зависит обратно от расстояния, т. е. чем больше расстояние между осями путей, тем меньше аэродинамическое воздействие:

Р , (1)

х 2

где х - расстояние между осями путей (междупутье), мм;

Р - импульс давления, возникающий вследствие движения поездов, Па. При движении двух поездов одновременно поезд с высокой скоростью принимают как проходящий, а поезд с низкой скоростью - как проводящий. Различные ученые воздействие

проводящего поезда на проходящий излагали по-разному. По результатам исследований китайских ученых указано, что при движении двух поездов с одинаковой скоростью появляется воздействие импульсов высокого давления на 15 - 27 % больше, чем при движении одного поезда [2 - 4, 9, 13].

По результатам опытов германских и французских ученых этот показатель достигает 35 -45 % [2 - 4]. Кроме этого выполненные опыты показывают, что при расстоянии между осями путей 5 м, на расстоянии 0,5 - 1,5 м над уровнем верха головки рельса происходит максимальное изменение давления. При измерении на высоте 3 м показатель оказался на 30 - 40 % меньше [4 - 5, 8 - 9, 13]. Значит, чем выше вертикаль, тем меньше импульс давления. В настоящее время нет универсальной, стандартной формулы для расчета аэродинамических сил и давления при движении встречных поездов. Но приведенная в четвертой части европейского стандарта Е^14067 формула (2) использовалась для стоящих составов, поэтому данную формулу можно использовать и для подвижных составов [2 - 4, 10].

Значения аэродинамических давлений, воздействующих на подвижной состав, определяются по следующей формуле:

Раэр - KfvkdkapK

ар ?

£

• + С

х -

А 2

ХР

3 2

(2)

где ки - коэффициент конвертации единицы;

^ - поправочный коэффициент для скорости проводящего поезда; кар - коэффициент давления;

к - коэффициент воздействия, зависящий от геометрических данных поезда; £ - изучаемая площадь, м2; X - расстояние между осями соседних путей, м; А - ширина изучаемого объекта, м; р - плотность воздуха, кг/м3;

3 - скорость потока ветра вследствие движения поезда, м/с.

Значение X,, указанное в формуле (2), рассчитывается следующим образом:

Л -

1

л/1 - М2 '

(3)

В нашем случае из-за того, что зтах - 250 км/ч, М < 0,3, ^ «1. Поправочный коэффициент для скорости поезда 1 < кй < 1,25. Коффициент воздействия, зависящий от геометрических

данных поезда, к. Тогда формула (2) будет иметь вид:

£ 3 2 .

- к

аэр

' А х— 2

V ХР

(4)

V

у

Давление аэродинамического импульса Разр, воздействующего на грузовой поезд, должно быть в пределах установленной нормы Рнорма,

аэр

т. е.

р < р

аэр норма

Подставляя формулу (4) в выражение (5), получаем неравенство:

£ 3 2

Р — к —

± аэр "'г ,

_Х р_< Р

ч 2 ' ^ норма

А

(5)

(6)

х

2

Из уравнения (6) можно определить значение минимального расстояния между осями

путей хили максимальную скорость

А

х >— + 2 ^

£к р3

2 Р

3

^ х„

норма

- А

- ~2

1

£к р3

(7)

норма

Максимальное значение установленной скорости определяется по формуле:

3

х - — 2

\

2 Р.

норма

£к( р

(8)

В расчетной работе были приняты следующие значения: 3тах - 250 км/ч;

Рнорма= 1800 Па; р= 1,225 кг/м3; £« 48 м2; к г = 1,2. Данные о поезде приведены выше.

Результаты расчетов сведем в таблицу.

В случае расстояния между осями путей 4100 мм скорость воздействия воздушного потока на подвижной состав 3 должна составлять 3 < 19,41м/с.

Взаимосвязь скорости воздушного потока и расстояния между осями путей

Х

Максимальная скорость движения грузовых поездов, км/ч Скорость пассажирского высокоскоростного поезда, км/ч Минимальное расстояние между осями путей, мм

100 250 4846

100 200 4014

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

100 160 3496

Взаимосвязь скорости воздушного потока и расстояния между осями путей приведена на рисунке 9.

8 &

¡3

о

£

8 X К о

Й о ей

0

0

5

10

15

20

25

30

Скорости воздушного потока, м/с Рисунок 9 - График взаимосвязи расстояния между осями путей и скорости воздушного потока

6

5

4

3

2

1

Уравнение и график зависимости расстояния между осями путей, нормированного аэродинамического давления, скорости скрещенных грузовых и высокоскоростных пассажирских поездов на участке, а также для нелинейного уравнения Навье - Стокса в

гидрогазодинамике установленных предельных скоростей при х = 4100 в частном случае определяются путем трехмерного решения (9) - (11). Принимаем максимальную скорость движения электропоезда «А1тоз1уоЬ» 250 км/ч, или 69,4 м/с, тогда максимальное значение

S

будет таким: М = — ^ М

с

0,21 < 0,3, т. е. воздух вокруг поезда принимаем в качестве несжа-

того потока, поэтому уравнение запишем так:

du du du du dp p— + pu— + pv— + p(0— = —— + p

dt dx dy dz dx

du du du

+ •

+ ■

dv dv dv dv p-+ pu-+ pv-+ pm-

dt dx dy dz

dm dm dm dm

p-+ pu-+ pv-+ pm-=

dt dx dy dz

dp — + p

dy

dx dy dz2 d 2v d 2v d 2v

■ +

• +

dx2 dy'

dp dz

+ p

d 2m d 2m —+ —+

dx 2 dy 2

dz2

d( dz2

(9)

Запишем законы сохранения массы и газообразного состояния:

0;

dp | d(pu) | d(pv) | d(p() dt dx dy dz

p = p RT Pi

(10)

(11)

где u ,v , ( - проекции вектора скорости на оси x, y, z;

p - давление , p - плотность, T - температура, p - коэффициент динамической вязкости воздуха.

Для начала расчетных работ определяются начальные и предельные условия. Данные формулы можно применять при расчете простых потоков, например, потока в трубах.

При расчете примеров большое значение имеет модель турбулентного воздушного потока. Существует несколько моделей турбулентного воздушного потока:

- полуэмпирический подход, основанный на равенстве Навье - Стокса и упрощенный по числам Рейнольдса;

- метод моделирования больших вихрей (Large Eddy Simulation, LES);

- метод прямого цифрового моделирования (Direct Numerical Simulation, DNS);

- гибридный метод моделирования, который состоит из нескольких моделей [23, 25].

При решении задачи вычерчивается сетка ячеек конечных объемов моделированного

поезда и, использовав программы моделирования ANSYS FLUENT, ANSYS CFD, получаем необходимые результаты. Полученные результаты сравниваем с результатами исследований [23, 25].

По выполненным исследованиям можно установить, что изучение аэродинамического воздействия высокоскоростного пассажирского поезда на грузовой поезд учеными из Европы, США и Китая является обоснованным. Необходимо изучать это и в местных условиях. В Европейских стандартах EN-14067 не учитывалась скорость встречного грузового поезда, следовательно, существует необходимость исследования эффективного использования пропускной способности АО «Узбекистан темир йуллари». При этом следует использовать современные программы моделирования.

Список литературы

1. Лазаренко Ю. М. Аэродинамическое воздействие высокоскоростного электропоезда «Сапсан» на пассажиров на платформах и на встречные поезда при скрещении / Ю. М. Лазаренко, А. Н. Капускин. - Текст : непосредственный // Вестник научно-исследовательского института железнодорожного транспорта. - 2012. - № 4. - С. 11-14.

2. "EN 14067 Railway applications - Aerodynamics - Part 2: Aerodynamics on open track", ed: CEN/TC 256, 2010.

3. "EN 14067 Railway applications - Aerodynamics - Part 4: Requirements and test procedures for aerodynamics on open track", ed: CEN/TC 256, 2010.

4. "EN 14067 Railway applications - Aerodynamics - Part 6: Requirements and test procedures for cross wind assessment", BS EN 14067 - 6: 2018.

5. Raghu S. Raghunathan, H. D. Kim, T. Setoguchi. Aerodynamics of high-speed railway train / Progress in Aerospace Sciences 38 (2002) 469-514.

6. Bozorov R. S., Rasulov M. X., Masharipov M. N. Research on the aerodynamics of high-speed trains // Universum: технические науки : электрон. научн. журн., 2022, № 6 (99).

7. ВСН 333-Н Инфраструктура скоростной железнодорожной линии Самарканд - Карши. Общие технические требования. - Ташкент : АО «УТЙ», 2015. - Текст : непосредственный.

8. Li R., Lui J., Qi Z., and Zhang W. Air pressure pulse developing regularity of high-speed trains crossing in open air. Jixie Gongcheng Xuebao (Chinese Journal of mechanical Engineering), 2011, vol. 47, pp. 125-130.

9. Holmes T., Schroeder M., and Toma E. High-speed passenger and intercity train aerodynamic computer modeling. In Proceedings of ME2000, Orlando, Florida, 2000.

10. VSN-450. Departmental technical guidelines for design and construction. 1520 mm gauge railways. Tashkent, 2010 y. AO "UTY" (In Russian).

11. Recent development of bridge aerodynamics in China. J. Wind Eng. Industr. Aerodynamics. 2008. № 96. p. 736-768.

12. Hong-bing Xiong, Wen-guang Yu, Da-wei Chen, Xue-ming Shao. Numerical study on the aerodynamic performance and safe running of high-speed trains in sandstorms / Journal of Zhejiang University Science A. December 2011, Volume 12, Issue 12, pp. 971-978.

13. Baker C., Quinn A., Sima M., Hoefener L., and Licciardello R. Full scale measurement and analysis of train slipstreams and wakes: Part 2 Gust analysis. Proceedings of the Institute of mechanical Engineers, Part F: Journal of Rail and Rapid Transit, 2013.

14. Р. Ш. Бозоров Способы эффективного использования пропускной способности участков в условиях пропуска высокоскоростных пассажирских поездов / М. Х. Расулов, С. Е. Бекжанова, М. Н. Машарипов. - Текст : непосредственный // Железнодорожный транспорт : Актуальные вопросы и инновации. - 2021. - № 2. - С. 5-22.

15. СНиП 2.01.07-85. Нагрузки и воздействия 6. Ветровые нагрузки. - Москва : Центр проектной продукции, 2005. - С. 12-18. - Текст : непосредственный.

16. Бозоров, Р. Ш. Новая методика расчета времени и скорости вагона при его движении на участке первой тормозной позиции сортировочной горки при воздействии встречного ветра / Р. Ш. Бозоров, Ш. У. Саидивалиев, Э. С. Шерматов. - Текст : непосредственный // Вопросы устойчивого развития общества. - 2021. - № 6. - С. 575-586.

17. Bozorov R. Sh. A new method of calculating time and speed of a carriage during its movement on the section of the first brake position of a marshaling hump when exposed headwind / Sh. U. Saidivaliev, R. Sh. Bozorov, E. S. Shermatov. Student, 2021, no. 9.

18. Об отсутствии теоретической базы формулы для определения высоты первого профильного участка сортировочного горба / Р. Ш. Бозоров, Ш. У. Саидивалиев, Ш. Б. Джаббаров [и др]. - Текст : непосредственный // Инновации. Наука. Образование. -2021. - № 34. - С. 1467-1481.

19. Shukhrat Saidivaliev, Ramazon Bozorov, Elbek Shermatov. Kinematic characteristics of the car movement from the top to the calculation point of the marshalling hump. E3S Web of Conferences 264, 05008 (2021) https://doi.org/10.1051/e3sconf/202126405008.

20. Институт прогнозирования и макроэкономических исследований // ifmr.uz : сайт. -Текст: электронный. - URL: https://www.ifmr.uz/infographics/ (дата обращения: 20.06.2022).

21. Стратегия развития АО «Узбекистон темир йуллари» на период 2015 - 2019 гг. // railway.uz : сайт. - Текст : электронный. - URL: https://railway.uz/ru/gazhk/strategiya_razvitiya/ (дата обращения: 20.06.2022).

22. Инструкция «О порядке обслуживания и организации пропуска высокоскоростных электропоездов «Afrosiyob» по железнодорожным путям общего пользования на участках Ташкент - Самарканд - Карши, Ташкент - Самарканд - Бухара». - Ташкент : АО «Узбекистон темир йуллари», 2016. - Текст : непосредственный.

23. Гарбарук, А. В. Моделирование турбулентности в расчетах сложных течений : учебное пособие / А. В. Гарбарук, М. Х. Стрелец, М. Л. Шур. - Санкт-Петербург: Санкт-Петербургский государственный политехнический университет, 2012. - 88 с. - Текст : непосредственный.

24. Полякова, Е. Я. К вопросу об обледенении железнодорожного подвижного состава в условиях эксплуатации северного широтного хода / Е. Я. Полякова, Б. О. Поляков, С. И. Дубинский. - Текст : непосредственный // Известия Петербургского университета путей сообщения. - 2021. - Т. 7. - Вып. 1. - С. 7.

25. ANSYS FLUENT 12.0 UDF Manual. - Текст : электронный. - URL: http:// www.pmt.usp.br/academic/martoran/notasmodelosgrad/ANSYS%20Fluent%20UDF%20Manual. pdf. (дата обращения: 20.06.2022).

References

1. Lazarenko Y.M., Kapuskin A.N. Aerodynamic impact of the «Sapsan» high-speed electric train on passengers on platforms and on oncoming trains when crossing. Bulletin of the Research Institute of Railway Transport, 2012, no. 4, pp. 11-14 (In Russian).

2. "EN 14067 Railway applications - Aerodynamics - Part 2: Aerodynamics on open track", ed: CEN/TC 256, 2010.

3. "EN 14067 Railway applications - Aerodynamics - Part 4: Requirements and test procedures for aerodynamics on open track", ed: CEN/TC 256, 2010.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

4. "EN 14067 Railway applications - Aerodynamics - Part 6: Requirements and test procedures for cross wind assessment", BS EN 14067 - 6: 2018.

5. Raghu S. Raghunathan, Kim H.D., Setoguchi T. Aerodynamics of high-speed railway train. Progress in Aerospace Sciences, 38 (2002) pp. 469-514.

6. Bozorov R.S., Rasulov M.X., Masharipov M.N. Research on the aerodynamics of high-speed trains. Universum: Technical science : electronic scientific journal, 2022, no. 6(99).

7. VSN 333-N Infrastructure of the high-speed railway line Samarkand-Karshi. General technical requirements. Tashkent, 2015. JSC "O'TY". (In Russian).

8. Li R., Lui J., Qi Z., and Zhang W. Air pressure pulse developing regularity of high-speed trains crossing in open air. Jixie Gongcheng Xuebao (Chinese Journal of mechanical Engineering), 2011, vol. 47, pp. 125-130.

9. Holmes T., Schroeder M., and Toma E. High-speed passenger and intercity train aerodynamic computer modeling. In Proceedings of ME2000, Orlando, Florida, 2000.

10. VSN-450. Departmental technical guidelines for design and construction. 1520 mm gauge railways. Tashkent, 2010 y. AO "UTY" (In Russian).

11. Recent development of bridge aerodynamics in China. J. Wind Eng. Industr. Aerodynamics. 2008. № 96. p. 736-768.

12. Hong-bing Xiong, Wen-guang Yu, Da-wei Chen, Xue-ming Shao. Numerical study on the aerodynamic performance and safe running of high-speed trains in sandstorms / Journal of Zhejiang University Science A. December 2011, Volume 12, Issue 12, pp. 971-978.

13. Baker C., Quinn A., Sima M., Hoefener L., and Licciardello R. Full scale measurement and analysis of train slipstreams and wakes: Part 2 Gust analysis. Proceedings of the Institute of mechanical Engineers, Part F: Journal of Rail and Rapid Transit, 2013.

14. Bozorov R.Sh. Methods for the efficient use of the capacity of sections in the conditions of the passage of high-speed passenger trains / Bozorov R.Sh., Rasulov M.Kh., Bekzhanova S.E., Masharipov M.N. -Text : immediate // Railway transport: Topical issues and innovations, 2021, no. 2, pp. 5-22 (In Russian).

15. CSaR 2.01.07-85. Loads and actions 6. Wind loads. Moscow : FGUP SPP, 2005, pp. 12-18 (In Russian).

16. Bozorov R.Sh., Saidivaliev Sh.U., Shermatov E.S. A new method for calculating the time and speed of a wagon during its movement on the site of the first brake position of a marshalling hump under the influence of a headwind. Issues of Sustainable Development of Society, 2021, no. 6, pp. 575-586 (In Russian).

17. Bozorov R.Sh., Saidivaliev Sh.U., Shermatov E.S. A new method of calculating time and speed of a carriage during its movement on the section of the first brake position of a marshaling hump when exposed headwind. Student, 2021, no. 9.

18. Bozorov R.Sh., Saidivaliev Sh.U., Jabbarov Sh.B. and oth On the absence of a theoretical basis for the formula for determining the height of the first profile section of the sorting hump. Innovations. The science. Education, 2021, no. 34, p. 1467-1481 (In Russian).

19. Shukhrat Saidivaliev, Ramazon Bozorov, Elbek Shermatov. Kinematic characteristics of the car movement from the top to the calculation point of the marshalling hump. E3S Web of Conferences 264, 05008 (2021) https://doi.org/10.1051/e3sconf/202126405008.

20. Institute for Forecasting and Macroeconomic Research. Available at: https://www.ifmr.uz/infographics/ (accessed: 20.06.2022).

21. Development strategy of JSC "O'zbekiston temir yo'llari"for the period 2015-2019 y. Available at: https://railway.uz/ru/gazhk/strategiya_razvitiya/ (date of the application: 20.06.2022).

22. INSTRUCTION "On the procedure for servicing and organizing the passage of high-speed electric trains "Afrosiyob" on public railway tracks on the section Tashkent-Samarkand-Karshi, Tashkent -Samarkand - Bukhara", -Tashkent: JSC "O'TY" 2016 (In Russian).

23. Garbaruk A.V., Strelets M.X., Shur M.L. Modeling turbulence in complex flow calculations: tutorial: Tutorial. St. Petersburg State Polytechnic University, 2012, 88 p. (In Russian).

24. Polyakova E.Y., Polyakov B.O., Dubinskiy S.I. On the issue of icing of railway rolling stock in the conditions of operation of the northern latitudinal way. Proceedings of the St. Petersburg University of Communications. SPb.: PGUPS, 2021, vol. 7, rel. 1, p. 7 (In Russian).

25. ANSYS FLUENT 12.0 UDF Manual. Available at: http:// www.pmt.usp.br/academic/mar-toran/notasmodelosgrad/ANSYS%20Fluent%20UDF%20Manual.pdf. (accessed 20.06.2022).

ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРЕ

Бозоров Рамазон Шамилович

Ташкентский государственный транспортный университет (ТГТрУ).

Темирйулчилар ул., д. 1, г. Ташкент, Республика Узбекистан.

Докторант кафедры «Траспортно-грузовые системы», ТГТрУ.

Тел.: +998 (91) 251-33-77. E-mail: [email protected]

БИБЛИОГРАФИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ СТАТЬИ

INFORMATION ABOUT THE AUTHOR

Bozorov Ramazon Shamilovich

Tashkent State Transport University (TSTU).

Temiryo'lchiler st., 1, Tashkent City, the Republic of Uzbekistan.

Doctoral student of the department «Transport cargo system», TSTU.

Phone: +998 (91) 251-33-77. E-mail: [email protected]

BIBLIOGRAPHIC DESCRIPTION

Бозоров, Р. Ш. Аэродинамическое воздействие высокоскоростного электропоезда «А1^1уоЬ» на встречные поезда / Р. Ш. Бозоров. - Текст : непосредственный // Известия Транссиба. - 2022. -№ 2 (50). - С. 96 - 107.

Bozorov R. Sh. Aerodynamic impact of the highspeed electric train «Afrosiyob» on opposite trains. Journal of Transsib Railway Studies, 2022, no. 2 (50), pp. 96-107 (In Russian).

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.