<!DOCTYPE article
PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.4 20190208//EN"
       "JATS-journalpublishing1.dtd">
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" article-type="research-article" dtd-version="1.4" xml:lang="en">
 <front>
  <journal-meta>
   <journal-id journal-id-type="publisher-id">Bulletin of scientific research results</journal-id>
   <journal-title-group>
    <journal-title xml:lang="en">Bulletin of scientific research results</journal-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>Бюллетень результатов научных исследований</trans-title>
    </trans-title-group>
   </journal-title-group>
   <issn publication-format="online">2223-9987</issn>
  </journal-meta>
  <article-meta>
   <article-id pub-id-type="publisher-id">81168</article-id>
   <article-id pub-id-type="doi">10.20295/2223-9987-2024-01-65-73</article-id>
   <article-categories>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="ru">
     <subject>Проблематика транспортных систем</subject>
    </subj-group>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="en">
     <subject>PROBLEMATIC OF TRANSPORT SYSTEM</subject>
    </subj-group>
    <subj-group>
     <subject>Проблематика транспортных систем</subject>
    </subj-group>
   </article-categories>
   <title-group>
    <article-title xml:lang="en">Use of numerical modeling in analysis of aeroelastic interaction of rolling stock with tunnel constructions</article-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>Использование численного моделирования при анализе аэроупругого взаимодействия подвижного состава с тоннельными сооружениями</trans-title>
    </trans-title-group>
   </title-group>
   <contrib-group content-type="authors">
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Богданов</surname>
       <given-names>Никита Вадимович</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Bogdanov</surname>
       <given-names>Nikita Vadimovich</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <email>nttk@pgups.ru</email>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-1"/>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Ватулин</surname>
       <given-names>Ян Семенович</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Vatulin</surname>
       <given-names>Yan Semenovich</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <bio xml:lang="ru">
      <p>кандидат технических наук;</p>
     </bio>
     <bio xml:lang="en">
      <p>candidate of technical sciences;</p>
     </bio>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-2"/>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Воробьев</surname>
       <given-names>Александр Алфеевич</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Vorob'ev</surname>
       <given-names>Aleksandr Alfeevich</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <email>nttk@pgups.ru</email>
     <bio xml:lang="ru">
      <p>доктор технических наук;</p>
     </bio>
     <bio xml:lang="en">
      <p>doctor of technical sciences;</p>
     </bio>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-3"/>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Сотников</surname>
       <given-names>Кирилл Андреевич</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Sotnikov</surname>
       <given-names>Kirill Andreevich</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <email>k-sotnikov@yandex.ru</email>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-4"/>
    </contrib>
   </contrib-group>
   <aff-alternatives id="aff-1">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I</institution>
     <city>Санкт-Петербург</city>
     <country>Россия</country>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">Emperor Alexander I St. Petersburg State Transport University</institution>
     <city>St. Petersburg</city>
     <country>Russian Federation</country>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <aff-alternatives id="aff-2">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I</institution>
     <city>Санкт-Петербург</city>
     <country>Россия</country>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">Emperor Alexander I Petersburg State Transport University</institution>
     <city>St. Petersburg</city>
     <country>Russian Federation</country>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <aff-alternatives id="aff-3">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I</institution>
     <city>Санкт-Петербург</city>
     <country>Россия</country>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">Emperor Alexander I St. Petersburg State Transport University</institution>
     <city>St. Petersburg</city>
     <country>Russian Federation</country>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <aff-alternatives id="aff-4">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I</institution>
     <city>Санкт-Петербург</city>
     <country>Россия</country>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">Emperor Alexander I Petersburg State Transport University</institution>
     <city>Saint-Petersburg</city>
     <country>Russian Federation</country>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <pub-date publication-format="print" date-type="pub" iso-8601-date="2024-04-02T00:00:00+03:00">
    <day>02</day>
    <month>04</month>
    <year>2024</year>
   </pub-date>
   <pub-date publication-format="electronic" date-type="pub" iso-8601-date="2024-04-02T00:00:00+03:00">
    <day>02</day>
    <month>04</month>
    <year>2024</year>
   </pub-date>
   <volume>2024</volume>
   <issue>1</issue>
   <fpage>65</fpage>
   <lpage>73</lpage>
   <history>
    <date date-type="received" iso-8601-date="2024-04-02T00:00:00+03:00">
     <day>02</day>
     <month>04</month>
     <year>2024</year>
    </date>
   </history>
   <self-uri xlink:href="https://atjournal.ru/en/nauka/article/81168/view">https://atjournal.ru/en/nauka/article/81168/view</self-uri>
   <abstract xml:lang="ru">
    <p>Цель работы: исследование формирования сложной воздушной структуры в условиях движения подвижного состава по протяженным подземным сооружениям с использованием методов численного моделирования. Методы: проведен анализ влияния аэродинамических факторов на подвижной состав, пассажиров и железнодорожную инфраструктуру на основе метода конечных элементов и объемов. Исследованы причины возникновения уплотненной воздушной зоны, которая возникает перед головным вагоном состава и оказывает значительное сопротивление движению поезда с использованием метода Frozen Rotor. Проанализированы показатели энергоэффективности и безопасности процесса грузовых и пассажирских перевозок с учетом процессов аэродинамического взаимодействия движущегося подвижного состава и искусственных сооружений тоннельного типа. Результаты: с помощью численного моделирования и использования метода Frozen Rotor удалось получить качественную картину распределения поперечных вихревых потоков воздуха, возникающих вследствие возникновения вязкостного трения. Обнаружены закономерности в изменении динамики давления и скорости воздушных масс на поверхности головного обтекателя при въезде поезда в тоннель. Установлен факт негативного влияния зон повышенного и пониженного давления, а также их резкого перепада на локомотивную бригаду и пассажиров. Практическая значимость: показана возможность проведения исследований в области аэродинамики железнодорожного транспорта с использованием современных методов численного моделирования. Данная тематика очень актуальна в области проектирования высокоскоростного подвижного состава.</p>
   </abstract>
   <trans-abstract xml:lang="en">
    <p>Purpose of the work: study of the formation of a complex air structure under conditions of rolling stock movement along extended underground structures using numerical modeling methods. Methods: an analysis of the influence of aerodynamic factors on rolling stock, passengers and railway infrastructure was carried out based on the finite element and volume method. The reasons for the occurrence of a compacted air zone, which appears in front of the head car of the train and exerts significant resistance to the movement of the train using the “Frozen Rotor” method, have been investigated. The indicators of energy efficiency and safety of the process of freight and passenger transportation are analyzed, taking into account the processes of aerodynamic interaction of moving rolling stock and artificial tunnel-type structures. Results: using numerical modeling and the use of the “Frozen Rotor” method, it was possible to obtain a qualitative picture of the distribution of transverse vortex air flows resulting from the occurrence of viscous friction. Regularities were discovered in the changes in the dynamics of pressure and speed of air masses on the surface of the head fairing when a train enters a tunnel. The fact of the negative impact of zones of high and low pressure, as well as their sharp drop, on the locomotive crew and passengers has been established. Practical significance: the possibility of conducting research in the field of aerodynamics of railway transport using modern numerical modeling methods is shown. This topic is very relevant in the field of designing high-speed rolling stock.</p>
   </trans-abstract>
   <kwd-group xml:lang="ru">
    <kwd>аэроупругое взаимодействие</kwd>
    <kwd>искусственные сооружения тоннельного типа</kwd>
    <kwd>энергоэффективность</kwd>
    <kwd>численное моделирование</kwd>
    <kwd>поперечные вихри</kwd>
    <kwd>«поршневой» эффект</kwd>
   </kwd-group>
   <kwd-group xml:lang="en">
    <kwd>aeroelastic interaction</kwd>
    <kwd>artificial tunnel-type structures</kwd>
    <kwd>energy efficiency</kwd>
    <kwd>numerical modeling</kwd>
    <kwd>transverse vortices</kwd>
    <kwd>piston</kwd>
    <kwd>effect</kwd>
   </kwd-group>
  </article-meta>
 </front>
 <body>
  <p></p>
 </body>
 <back>
  <ref-list>
   <ref id="B1">
    <label>1.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">О безопасности высокоскоростного железнодорожного транспорта: технический регламент Таможенного союза от 15.07.11 с изм. на 09.12.11 (ТР ТС 002/2011) [Электронный ресурс]. URL: http://docs.cntd.ru/document/902293437 (дата обращения: 01.01.2024).</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">O bezopasnosti vysokoskorostnogo zheleznodorozhnogo transporta: tehnicheskiy reglament Tamozhennogo soyuza ot 15.07.11 s izm. na 09.12.11 (TR TS 002/2011) [Elektronnyy resurs]. URL: http://docs.cntd.ru/document/902293437 (data obrascheniya: 01.01.2024).</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B2">
    <label>2.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Технический регламент Таможенного Союза ТР ТС 002/2011 «О безопасности высокоскоростного железнодорожного транспорта».</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Tehnicheskiy reglament Tamozhennogo Soyuza TR TS 002/2011 «O bezopasnosti vysokoskorostnogo zheleznodorozhnogo transporta».</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B3">
    <label>3.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Paradot N., Talcotte C., Willaime A., et al. Methodology for computing the flow around a high speed train for drag estimation and validation using wind tunnel experiments. World Congress on Rail Research, Tokyo. 1999.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Paradot N., Talcotte C., Willaime A., et al. Methodology for computing the flow around a high speed train for drag estimation and validation using wind tunnel experiments. World Congress on Rail Research, Tokyo. 1999.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B4">
    <label>4.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Ватаев А. С., Ватулин Я. С., Воробьев А. А. и др. Цифровое моделирование аэроупругого взаимодействия подвижного состава с портальными сооружениями перевальных тоннелей // Бюллетень результатов научных исследований. 2022. № 1. С. 104–123. DOI: 10.20295/2223- 9987-2022-2-104-123.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Vataev A. S., Vatulin Ya. S., Vorob'ev A. A. i dr. Cifrovoe modelirovanie aerouprugogo vzaimodeystviya podvizhnogo sostava s portal'nymi sooruzheniyami pereval'nyh tonneley // Byulleten' rezul'tatov nauchnyh issledovaniy. 2022. № 1. S. 104–123. DOI: 10.20295/2223- 9987-2022-2-104-123.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B5">
    <label>5.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Воробьев А. А., Ватулин Я. С., Ватаев А. С. и др. К вопросу снижения негативного эффекта воздействия аэроупругого взаимодействия высокоскоростного подвижного состава с элементами тоннельных сооружений // Известия Петербургского университета путей сообщения. СПб., 2022. № 3. С. 590–599.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Vorob'ev A. A., Vatulin Ya. S., Vataev A. S. i dr. K voprosu snizheniya negativnogo effekta vozdeystviya aerouprugogo vzaimodeystviya vysokoskorostnogo podvizhnogo sostava s elementami tonnel'nyh sooruzheniy // Izvestiya Peterburgskogo universiteta putey soobscheniya. SPb., 2022. № 3. S. 590–599.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B6">
    <label>6.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Каримов Д. Д., Ватулин Я. С., Воробьев А. А. и др. Особенности формирования структуры воздушных масс в тоннеле при движении поезда // Транспорт БРИКС. 2023. № 2 (2). С. 1–6. DOI: 10.46684/2023.2.6</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Karimov D. D., Vatulin Ya. S., Vorob'ev A. A. i dr. Osobennosti formirovaniya struktury vozdushnyh mass v tonnele pri dvizhenii poezda // Transport BRIKS. 2023. № 2 (2). S. 1–6. DOI: 10.46684/2023.2.6</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B7">
    <label>7.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Богданов Н. В., Ватаев А. С., Ватулин Я. С. и др. Обзор методов CFD-моделирования аэродинамических процессов при движении подвижного состава по протяженным подземным сооружениям // Системы автоматизированного проектирования на транспорте. 2023. Ст. 28–34. DOI: 56575829.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Bogdanov N. V., Vataev A. S., Vatulin Ya. S. i dr. Obzor metodov CFD-modelirovaniya aerodinamicheskih processov pri dvizhenii podvizhnogo sostava po protyazhennym podzemnym sooruzheniyam // Sistemy avtomatizirovannogo proektirovaniya na transporte. 2023. St. 28–34. DOI: 56575829.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B8">
    <label>8.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Каримов Д. Д., Ватаев А. С., Метлякова и др. Использование численного моделирования при анализе аэродинамических проблем на транспорте // Транспорт БРИКС. 2023. № 2 (3). С. 1–5. DOI: 10.46684/2023.3.5/.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Karimov D. D., Vataev A. S., Metlyakova i dr. Ispol'zovanie chislennogo modelirovaniya pri analize aerodinamicheskih problem na transporte // Transport BRIKS. 2023. № 2 (3). S. 1–5. DOI: 10.46684/2023.3.5/.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B9">
    <label>9.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Каримов Д. Д., Воробьев А. А., Ватаев А. С. и др. Исследование поперечной устойчивости высокоскоростного подвижного состава при выходе из тоннеля // Бюллетень результатов научных исследований. 2023. Вып. 2. С. 115–135.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Karimov D. D., Vorob'ev A. A., Vataev A. S. i dr. Issledovanie poperechnoy ustoychivosti vysokoskorostnogo podvizhnogo sostava pri vyhode iz tonnelya // Byulleten' rezul'tatov nauchnyh issledovaniy. 2023. Vyp. 2. S. 115–135.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B10">
    <label>10.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Лугин И. В., Алферова Е. Л. Исследование аэродинамических процессов при движении поезда в протяженных железнодорожных тоннелях // Интерэкспо ГЕО-Сибирь. 2018. Т. 5. С. 155–160.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Lugin I. V., Alferova E. L. Issledovanie aerodinamicheskih processov pri dvizhenii poezda v protyazhennyh zheleznodorozhnyh tonnelyah // Interekspo GEO-Sibir'. 2018. T. 5. S. 155–160.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B11">
    <label>11.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Ледяев А. П., Кавказский В. Н., Шелгунов О. О. Математическое моделирование аэродинамических процессов в железнодорожных тоннелях на высокоскоростных магистралях // Метро и тоннели. 2021. № 3. С. 40–43.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Ledyaev A. P., Kavkazskiy V. N., Shelgunov O. O. Matematicheskoe modelirovanie aerodinamicheskih processov v zheleznodorozhnyh tonnelyah na vysokoskorostnyh magistralyah // Metro i tonneli. 2021. № 3. S. 40–43.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B12">
    <label>12.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Ледяев А. П., Кавказский В. Н., Креер Р. О. Особенности проектирования тоннелей на высокоскоростных магистралях // Транспорт Урала. 2015. № 4 (47). С. 3–9. DOI: 10.20291/1815- 9400-2015-4-3-9.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Ledyaev A. P., Kavkazskiy V. N., Kreer R. O. Osobennosti proektirovaniya tonneley na vysokoskorostnyh magistralyah // Transport Urala. 2015. № 4 (47). S. 3–9. DOI: 10.20291/1815- 9400-2015-4-3-9.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
  </ref-list>
 </back>
</article>
