Tesis doctoral de Ignacio Sesma Gotor
La investigación del efecto del viento lateral sobre la circulación de los vehículos ferroviarios comenzó a ser reseñable durante los años 90 con el desarrollo de los trenes de alta velocidad. El proyecto europeo transaero (schulte-werning et al., 2002) supuso el punto de partida, ya que consiguió captar la atención de la comunidad científica y los fabricantes de material rodante. El viento lateral puede generar un problema de seguridad y es también uno de los factores clave que pueden impedir el continuo incremento de velocidad demandado al transporte ferroviario. el estudio del efecto del viento lateral requiere de una visión global debido a que se debe analizar tanto la dinámica como la aerodinámica del vehículo. Es un problema acoplado que lo convierte en multidisciplinar, y por tanto en la tesis se aborda el problema desde las dos perspectivas. El bloque centrado en la dinámica del vehículo estudia el alcance de los modelos bidimensionales para extraer conclusiones en relación con la seguridad y el confort del vehículo. La descarga de rueda es el factor empleado por las normas en el contexto del viento cruzado para garantizar la seguridad del vehículo. Las conclusiones muestran que un modelo simplificado es capaz de proporcionar factores de descarga de rueda con pequeños márgenes de error. Además, como el viento lateral puede resultar un problema también desde el punto de vista del confort, mediante modelos multibody completos del vehículo se comprobó que la circulación en curva con viento lateral resulta ser un escenario con unas condiciones de circulación particularmente adversas. Dada una velocidad de viento lo suficientemente elevada, la aparición de un marcado movimiento de lazo puede obligar a reducir la velocidad del vehículo si se quiere mantener la calidad de la marcha. en la tesis se detallan trabajos previos del campo de la aerodinámica en los que se estudia detenidamente el flujo tridimensional en torno a los vehículos de alta velocidad en un escenario de viento lateral. El efecto de la infraestructura es, sin embargo, importante y cualquier modificación en torno al vehículo altera el flujo. A este respecto, en esta tesis se estudia el efecto de los parapetos protectores (barreras) y cómo modifican las cargas del viento sobre el vehículo. Se han empleado primero simulaciones 2d para llevar a cabo un estudio paramétrico del diseño de la valla protectora, y con el fin de verificar la utilidad de modelos simplificados. El presente trabajo muestra que los modelos 2d son válidos para encontrar un grupo de diseños con los que simular escenarios 3d en detalle. en relación con el análisis del efecto protector de las barreras en 3d, el objetivo fue la obtención de los coeficientes aerodinámicos del vehículo utilizando algunos diseños de las vallas utilizadas en el estudio bidimensional. La propuesta que aquí se recoge consiste en emplear un código cfd (computational fluid dynamics) que no requiere mallado y está basado en el lattice-boltzmann method (lbm). La validación realizada en el contexto de esta tesis refleja que este tipo de códigos proporcionan resultados con un error razonable en el rango de ángulos de ataque de interés.
Datos académicos de la tesis doctoral «Study of crosswind effects on the dynamics and aerodynamics of high-speed trains«
- Título de la tesis: Study of crosswind effects on the dynamics and aerodynamics of high-speed trains
- Autor: Ignacio Sesma Gotor
- Universidad: Navarra
- Fecha de lectura de la tesis: 27/09/2013
Dirección y tribunal
- Director de la tesis
- Jordi Viñolas Prat
- Tribunal
- Presidente del tribunal: José german Gimenez ortiz
- Francisco Javier Nieto fernandez (vocal)
- Francisco Jesús Martinez serrano (vocal)
- José Meseguer ruiz (vocal)