JP2019123406A - Railway vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、鉄道車両における車両構造に関し、特に、高速で走行する鉄道車両の車両構造に関する。 BACKGROUND OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a vehicle structure in a railway vehicle, and more particularly to a vehicle structure of a railway vehicle traveling at high speed.
鉄道車両（列車と呼ばれてもよい）は高速化が進み、現在では３００ｋｍ／ｈを超える速度で走行する鉄道車両も存在する。高速で走行する鉄道車両においては、高速走行に伴って、騒音の増加や乗り心地の悪化、及び鉄道車両に作用する抵抗の増加による運転動力の増大といった影響が懸念される。鉄道車両に作用する抵抗については、概ね２００ｋｍ／ｈ以上で走行する鉄道車両では空気の流れによって生ずる抵抗（以下、「流体抵抗」ということがある。）が支配的であることが知られている。したがって、鉄道車両に作用する流体抵抗を低減することによって、鉄道車両の運転動力を低減することが可能になり、鉄道車両の省エネルギー化が期待できる。 Railroad vehicles (which may be called trains) are becoming faster, and there are railway vehicles that travel at speeds exceeding 300 km / h. In the case of a high-speed railway vehicle, there are concerns about the increase in driving power due to an increase in noise, deterioration in ride comfort, and an increase in resistance acting on the railway vehicle. With regard to resistance acting on railcars, it is known that resistance caused by air flow (hereinafter sometimes referred to as "fluid resistance") is dominant in railcars traveling at approximately 200 km / h or more. . Therefore, by reducing the fluid resistance acting on the railway vehicle, it is possible to reduce the driving power of the railway vehicle, and energy saving of the railway vehicle can be expected.
ここで、流体抵抗について詳しく言及する。流体抵抗は、物体に作用する圧力差（主に、物体の形状によりその大小が決定される）により生じる圧力抵抗と、流体が物体表面を流れるときに流体の粘性により生じる摩擦抵抗の２種類に大別される。 Here, the fluid resistance is mentioned in detail. Fluid resistance is divided into two types: pressure resistance caused by a pressure difference acting on an object (mainly determined by the shape of the object) and frictional resistance generated by the viscosity of the fluid as it flows through the surface of the object. It is divided roughly.
鉄道車両に作用する圧力抵抗を低減する方法としては、鉄道車両の形状を工夫する方法が挙げられる。例えば、特許第２６２６３７１号（特許文献１）では、車体側方から見たときに、鉄道車両の台車周りの空隙部を覆うようにカバーを設置し、前記カバーを車内側に向かって凸の曲面で形成し、車体の車体幅方向断面積を狭くすることにより、流体抵抗を低減している。 As a method of reducing the pressure resistance acting on the railway vehicle, there is a method of devising the shape of the railway vehicle. For example, in Japanese Patent No. 2626371 (patent document 1), when viewed from the side of the vehicle body, a cover is installed so as to cover the gap around the bogie of the railway vehicle, and the cover is curved inward toward the vehicle By reducing the cross-sectional area of the vehicle body in the width direction of the vehicle body, the fluid resistance is reduced.
また、特開２００１−１２２１１０号公報（特許文献２）のように、流体抵抗の低減、及び先頭車両の前側におけるドア・窓のがたつきの抑制するために、車両先頭に渦細分化手段を設けることが提案されている。 Further, as disclosed in JP-A-2001-122110 (Patent Document 2), in order to reduce fluid resistance and to suppress rattling of doors and windows on the front side of the leading vehicle, vortex segmenting means is provided at the head of the vehicle. It has been proposed.
摩擦抵抗を低減する方法については、鉄道車両が対象ではないが、ＢＲＩＡＮ ＤＥＡＮ ＡＮＤ ＢＨＡＲＡＴ ＢＨＵＳＨＡＮ，“Ｓｈａｒｋ−ｓｋｉｎ ｓｕｒｆａｃｅｓ ｆｏｒ ｆｌｕｉｄ−ｄｒａｇ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｉｎ ｔｕｒｂｕｌｅｎｔ ｆｌｏｗ：ａ ｒｅｖｉｅｗ”，Ｐｈｉｌ． Ｔｒａｎｓ． Ｒ． Ｓｏｃ． Ａ（２０１０） ３６８，４７７５−４８０６（非特許文献１）に挙げられているように、物体表面を鮫肌のような微小な規則的な突起を有する構造にすることが研究されている。 As for the method of reducing the frictional resistance, although not intended for railway vehicles, BRIAN DEAN AND BHARAT BHUSHAN, "Shark-skin surfaces for fluid-drag reduction in turbulent flow: a review", Phil. Trans. R. Soc. As mentioned in A (2010) 368, 4775-4806 (non-patent document 1), it has been studied to make an object surface a structure having minute regular protrusions like a scaly skin.
ところで、本発明の発明者（以下、発明者）が実施した流体シミュレーションによれば、高速で走行する鉄道車両に作用する流体抵抗のうち、圧力抵抗と摩擦抵抗の割合はほぼ同等であることが明らかになった。特許文献１や特許文献２のように、圧力抵抗は鉄道車両の形状を変化させることにより低減可能であるが、近年の高速で走行する鉄道車両においては、流体抵抗を低減するために先頭形状や車体を平滑化するためのカバーといった工夫が既にされており、車両形状の工夫によって圧力抵抗を低減することによる流体抵抗の低減は難しくなってきた。
By the way, according to the fluid simulation carried out by the inventor of the present invention (hereinafter, the inventor), among the fluid resistance acting on the railway vehicle traveling at high speed, the ratio of the pressure resistance and the frictional resistance is substantially equal. It was revealed. Although the pressure resistance can be reduced by changing the shape of the railway vehicle as in Patent Document 1 and
本発明の目的は、流体抵抗のうち摩擦抵抗を低減可能な鉄道車両を提供するものである。 An object of the present invention is to provide a railway vehicle capable of reducing frictional resistance among fluid resistance.
上記目的を達成するために、鉄道車両は、車両構体の外表面に、前記鉄道車両の長手方向に沿って延在する１以上の突起である突起部を有することを特徴とする。 In order to achieve the above object, a railcar is characterized in that it has a projection, which is one or more projections extending along the longitudinal direction of the railcar, on the outer surface of the vehicle assembly.
本発明によれば、流体抵抗のうち摩擦抵抗を低減可能な鉄道車両を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the rail vehicle which can reduce the frictional resistance among fluid resistance can be provided.
以下、本発明の幾つかの実施形態について、図面を用いて詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されることなく、本発明の技術的な概念の中で種々の変形例や応用例をもその範囲に含むものである。まず、本発明の説明に供される各方向を、レール（進行又は長手）方向１００、枕木（幅）方向１１０、高さ（上下）方向１２０とする。以下、単にレール方向１００、枕木方向１１０、高さ方向１２０と記す。
Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings, but the present invention is not limited to the following embodiments, and various modifications may be made within the technical concept of the present invention. And applications are included in the scope. First, each direction provided for the explanation of the present invention is a rail (travel or longitudinal)
はじめに、鉄道車両１の構造について述べる。鉄道車両１（例えば図１）は、１以上の車両９０から構成される。車両９０は、主に、旅客や乗務員が乗車する空間を有する車両構体２（例えば図１）と、前記車両構体２を支持する台車３（例えば図５）から構成されている。台車３は車輪４（例えば図５）を有しており、車輪４はレール５（例えば図５）に接している。車輪４がレール５上を転がることにより、鉄道車両１はレール５に沿って走行する。前記車両構体２は、概直方体であり、高さ方向１２０の上側が屋根６、下側が床７、枕木方向（幅方向）１１０の左右が側８、及び車両のレール方向（長手方向）１００の前後が妻９となっている。
First, the structure of the railway vehicle 1 will be described. The railway vehicle 1 (for example, FIG. 1) is composed of one or
鉄道車両１は、複数の車両９０を連結して運用されることが多く、車両進行方向１００に車両９０が配置されたとき、妻９同士が正対し、この部分が車間１０となる（例えば図７参照）。また、台車３は、レール５と車両構体２に高さ方向に挟まれる形となっているため、レール５と車両構体２には空間が生じる。前記空間には、台車の他、車両下部に配置された機器などが配置される構成となっている。
（第１の実施形態）
The railway vehicle 1 is often operated by connecting a plurality of
First Embodiment
続いて、本発明の第１の実施形態に係る鉄道車両の構成を、図１を用いて説明する。図１は本発明の第１の実施形態の鉄道車両の斜視図である。本実施形態に係る鉄道車両１は、図１のように、１両の車両９０であり、車両構体２の外表面にレール方向１００に沿って延在する複数（又は１）の突起５０である突起部１１を有することを特徴としている。なお、図１において前記突起部１１は前記屋根６にのみ備えられるが、屋根６に代えて又は加えて、前記車両構体２の閉空間を構成する前記屋根６、前記床７、前記側８及び前記妻９のうちの他の外表面、例えば、前記床７や前記側８においても、前記突起部１１が存在してもよい。また、前記突起部１１は、設置先（例えば、前記屋根６、前記床７及び前記側８の少なくとも１つ）の外表面の全域に設けられてもよいし、設置先の一部領域に設けられてもよい。前記突起部１１が存在することにより、抵抗を増大させる要因となる、壁面付近に発生する微小なヘアピン渦といった特徴的な渦構造が発生しにくくなり、車両構体２に作用する摩擦抵抗が低減する。図２及び図３は前記突起部１１の拡大図である。前記突起部１１は、レール方向１００に沿って延在する複数の突起５０である。図２及び図３のいずれも、屋根６に備えられる突起部１１を示しているため、各突起５０は、高さ方向１２０に高く、複数の突起５０は、枕木方向１１０に沿って配列されている。高さ方向１２０及び枕木方向１１０のいずれもレール方向の垂直方向である。複数の突起５０は、枕木方向１１０に沿って、或る間隔ｓで以って配列される。前記車両構体２の外表面に各突起５０がレール方向１００に沿って延在することが重要であるため、突起５０の頂部Ａと底部Ｂを結ぶ線分ＡＢ（突起５０の断面（レール方向１００と垂直な平面に沿った断面）の形状における線分ＡＢ）は、図２に示すように直線であってもよいし、図３に示すように曲線であってもよい。すなわち、レール方向１００に沿って延在する少なくとも１つの突起５０の斜面は、全域が平面でもよいし、全域が曲面でもよいし、一部が平面で残りが曲面でもよい。また、１つの車両９０において、突起部１１の突起間隔ｓは、均一であってもよいし、突起部１１の設置先に応じて異なっていてもよい。
Subsequently, the configuration of the railcar according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a perspective view of a railway vehicle according to a first embodiment of the present invention. The railway vehicle 1 according to the present embodiment is a
ここで、前記突起部１１の適切な間隔について検討する。特に高速で走行する鉄道車両１においては、流体抵抗を低減するための様々な工夫をしており、例えば、前記鉄道車両１の前記屋根６、前記側８はほぼ平滑面となっている。そこで、前記平滑面を流体力学的な平板としてみなし、平板上には乱流境界層が発達すると仮定する。また、乱流境界層の速度分布が１／７乗則に従い、壁面せん断応力τ０［Ｎ／ｍ＾２］がブラジウスの式に従うと仮定すると、壁面せん断応力は以下の数１で記述される。
ただし、νは物体表面を流れる流体の動粘性係数［ｍ＾２／ｓ］、Ｕは主流速度［ｍ／ｓ］、δは乱流境界層の厚さ［ｍ］、ρは物体表面を流れる流体の密度である［ｋｇ／ｍ＾３］。 Where ν is the kinematic viscosity of the fluid flowing on the surface of the object [m ^ 2 / s], U is the mainstream velocity [m / s], δ is the thickness of the turbulent boundary layer [m], ρ is the surface of the object The density of the fluid [kg / m ^ 3].
さらに、乱流境界層の厚さδは、以下の数２で記述される。
ただし、ｘは平板前縁からの流れ方向の距離［ｍ］である。 Where x is the distance [m] in the flow direction from the front edge of the flat plate.
ところで、前記非特許文献１では、突起の間隔をｓ［ｍ］と定義し、摩擦抵抗の低減効果を、突起の間隔ｓ［ｍ］と摩擦速度Ｖｔ［ｍ／ｓ］を乗じ、それを流体の動粘性係数ν［ｍ＾２／ｓ］で除した、無次元突起間隔ｓ＋（＝ｓ・Ｖｔ／ν）で整理している。例えば、概三角形の断面をもつ突起の場合には、無次元突起間隔ｓ＋が概ね５から２５の間であれば、摩擦抵抗の低減効果が得られ、特にｓ＋が概ね１５から１７で低減効果が最大になる結果が前記非特許文献１に掲載されている。 By the way, in the non-patent document 1, the interval of the projections is defined as s [m], and the reduction effect of the frictional resistance is multiplied by the interval s [m] of the projections and the frictional velocity Vt [m / s]. It divides with the dimensionless processus | protrusion interval s + (= s * Vt / (nu)) divided by the kinematic viscosity coefficient 動 [m ^ 2 / s] of. For example, in the case of a protrusion having a substantially triangular cross section, if the dimensionless protrusion interval s + is between approximately 5 and 25, the reduction effect of the frictional resistance is obtained, and in particular, the reduction effect is obtained when s + is approximately 15 to 17. The largest result is published in the aforementioned Non-Patent Document 1.
前記非特許文献１内で定義されている無次元突起間隔ｓ＋の考え方を採用したとき、摩擦速度Ｖｔは、壁面せん断応力τ０と物体表面を流れる流体の密度ρを用いて、Ｖｔ＝（τ０／ρ）＾０．５と表されるため、対象とする流体と平板上の位置、及び主流速度を与え、前記数１と数２を用いることにより、無次元突起間隔ｓ＋を算出することができる。
When the concept of dimensionless projection spacing s + defined in the above-mentioned Non-Patent Document 1 is adopted, the friction velocity Vt is Vt = (τ0 /, using the wall shear stress τ0 and the density ρ of the fluid flowing on the object surface. Since it is expressed as ρ) ^ 0.5, the dimensionless projection interval s + can be calculated by giving the target fluid, the position on the flat plate, and the main flow velocity, and using the
そこで、発明者は前記検討が妥当であるか否かを確認するために、風洞実験により、前記突起部１１を有する平板と突起部１１なし平板の２種類の平板に作用する流れ方向（風洞の吹出口から流れが吹き出す方向）の力を測定し、その力の比較を行った。風洞実験に使用した前記突起部１１を有する平板の突起間隔ｓは約１０６［μｍ］で、その断面形状は概正三角形である。この条件において、主流速度５０［ｍ／ｓ］から１１６［ｍ／ｓ］における無次元突起間隔ｓ＋は１３から２８であり、前記非特許文献１に記載されている抵抗低減効果が得られる無次元突起間隔ｓ＋の範囲に概ね含まれている。
Therefore, in order to confirm whether the above-mentioned examination is appropriate, the inventor of the present invention is a wind tunnel test in which flow directions acting on two types of flat plates having the
図４に前記風洞実験から得られた力の比較を示す。図４の横軸は主流速度、縦軸は突起なし平板に作用する力を１００としたときの、前記突起部１１を有する平板に作用する力の割合である。図４に示す通り、風洞実験を実施した主流速度５０［ｍ／ｓ］から１１６［ｍ／ｓ］では、前記突起部１１を有する平板に作用する力の割合は１００より小さい、すなわち、前記突起部１１を有する平板に作用する力は、突起部１１なし平板よりも作用する力が小さくなる結果を得た。なお、力の低減量は、概ね２［％］から４［％］である。以上の結果から、平板に突起部１１があることにより、抵抗が低減することを確認することができた。したがって、鉄道車両においても、目標とする無次元突起間隔ｓ＋を設定し、車両周りの流れる流体（空気）の物性値と車両の長手方向位置の条件から、突起５０の間隔ｓを算出することにより、前記風洞実験と同様に、抵抗が低減する効果を得ることができる。
FIG. 4 shows a comparison of the forces obtained from the wind tunnel experiment. The horizontal axis in FIG. 4 is the main flow velocity, and the vertical axis is the ratio of the force acting on the flat plate having the
前記突起部１１は、例えば、車両構体２にヘアライン加工を施すなど、車両構体２を切削ないし塑性変形させることにより製作してもよく、前記突起部１１を形成したシートを車両構体２に貼り付けることにより実現してもよい。
The protruding
なお、本実施形態で示した構成は、図示した鉄道車両１だけでなく、航空機など高速で移動する移動体に適用することにより、同様に摩擦抵抗を低減する効果が得られることが期待できる。
（第２の実施形態）
In addition, it can be expected that the effect of reducing the frictional resistance can be similarly obtained by applying the configuration shown in the present embodiment not only to the illustrated railway vehicle 1 but also to a moving object moving at high speed such as an aircraft.
Second Embodiment
図５は本発明の第２の実施形態に係る鉄道車両の側面図である。前記鉄道車両１の車両構体２は概直方体で構成されているが、高速で走行する鉄道車両の場合は、流体抵抗（特に、圧力抵抗）を低減することを目的として、先頭もしくは後尾となる部分が、車両の先端からレール方向１００に沿って車両の断面積を緩やかに増加させていく形状としていることがあり、車両構体２のうちの断面積が変化する部分のレール方向１００に沿った長さは１０［ｍ］以上になることもある。ここでは、車両構体２の先端からレール方向１００に沿って断面積が変化する部分を先頭部分２Ａ、車両構体のうちの前記先頭部分２Ａ以外の部分を中間部分２Ｂと定義する。本発明の第２の実施形態は、レール方向１００に沿って延在する前記突起部１１を前記中間部分２Ｂに設置することを特徴としている。
FIG. 5 is a side view of a railcar according to a second embodiment of the present invention. The
レール方向１００に延在する前記突起部１１と流れの方向が一致するときが、前記突起部１１による抵抗低減効果が最も期待できる。そこで、発明者は、鉄道車両１の車両構体２表面近傍の空気が進行方向に対して何度傾いているのかを流体シミュレーションにより検討した。その結果、前記先頭部分２Ａの表面近傍の流れは、レール方向１００に対して１０度以上傾いていることが明らかになった。前記突起部１１のレール方向１００と流れの方向のずれが大きくなるにつれて、抵抗低減効果が小さくなり、場合によっては抵抗が増加する場合もあることから、抵抗低減効果を確実に得るためには、前記突起部１１は、前記中間部分２Ｂに設置することが望ましい。
When the direction of the flow coincides with the
図６に第２の実施形態の一応用例に係る鉄道車両の側面図を示す。前記流体シミュレーションによれば、前記台車３によって流れが乱されることから、前記床７近傍の流れは、レール方向１００に対して、前記台車３の周りでは１０度以上、前記台車３から離れた位置においても２度以上の傾きを持つことが明らかになった。さらに、前記床７の下方を流れる流れの乱れによって、前記側８のうち前記レール５から前記車両構体２の最大高さまでの高さ方向１２０寸法（図６中のＨ）の１／４未満の高さに相当する部位（所謂、側カウルと呼称される部分）においても、表面近傍の流れはレール方向に対して２度以上の傾きを持つことが明らかになった。したがって、抵抗低減効果をより得るために、前記中間部分２Ｂのうち、前記屋根６や、前記側８のうち前記レール５から前記車両構体２の高さ方向１２０の最大高さまでの１／４以上の高さに相当する部位（レール高さよりＨ／４以上の領域）に前記突起部１１を設置することも効果的である。
FIG. 6 shows a side view of a railway vehicle according to an application example of the second embodiment. According to the fluid simulation, since the flow is disturbed by the carriage 3, the flow near the floor 7 is separated from the carriage 3 by 10 degrees or more around the carriage 3 with respect to the
なお、本実施形態は、前記先頭部分２Ａを含む鉄道車両１の実施形態であるが、前記先頭部分２Ａを含まない、前記中間部分２Ｂのみを持つ鉄道車両１に本発明が適用されてもよい。図７に本発明の第２の実施形態に係る２両連結の鉄道車両の側面図を示す。２両連結の鉄道車両１の例を図７で図示したが、車両９０の数は２両以上でもよく、８両や１０両、及び１６両の場合であっても同様である。
（第３の実施形態）
Although the present embodiment is an embodiment of the railcar 1 including the leading
Third Embodiment
図８は本発明の第３の実施形態に係る鉄道車両の側面図である。第３の実施形態に係る鉄道車両は、複数車両９０が連結された鉄道車両１であって、前記車両９０のレール方向１００に沿った位置（例えば前縁からの距離）によって、当該車両９０に設置される突起５０の間隔ｓが異なることを特徴とする。具体的には、例えば、１番目の車両９０の車両構体２に設置される突起部１１Ａと、２番目の車両９０の車両構体２に設置される突起部１１Ｂとでは、間隔ｓが異なる。鉄道車両１は、複数車両９０を連結して運用されることが多い。特に、高速で走行する鉄道車両１において、複数車両９０を連結した際には、前記鉄道車両１のレール方向１００に沿った全長は４００［ｍ］以上になる場合もある。このとき、前記鉄道車両１の車両構体２上に発達する境界層の厚さは、前記数２に示す通り、前縁からのレール方向１００に沿った距離の４／５乗にしたがって厚みが増していく。例えば、前記数２によれば、主流速度８３．３［ｍ／ｓ］のとき、境界層厚さは前縁から２５［ｍ］位置で約０．２２［ｍ］、前縁から２００［ｍ］位置で約１．２［ｍ］にもなる。このように、前縁からの距離が長くなるにしたがって、境界層の厚さも厚くなることから、前記数１で示した壁面せん断応力をはじめ、無次元突起間隔ｓ＋の値も、前縁からの位置によって異なることがわかる。
FIG. 8 is a side view of a railcar according to a third embodiment of the present invention. The railway vehicle according to the third embodiment is a railway vehicle 1 to which a plurality of
ここで、前記風洞実験で用いた突起の間隔ｓ＝１０６［μｍ］、主流速度８３．３［ｍ／ｓ］の条件において、無次元突起間隔ｓ＋を算出する。このとき、前縁から２５［ｍ］位置においては無次元間隔ｓ＋は１５となり、前縁から２００［ｍ］位置においては無次元間隔ｓ＋は１２である。前記非特許文献１によれば、概三角形の断面をもつ突起の場合には、ｓ＋が概ね１５から１７で低減効果が最大になる結果が得られていることから、前縁から２００［ｍ］位置における無次元間隔ｓ＋を概ね１５から１７になる突起の間隔ｓとすることにより、突起の間隔ｓを前記鉄道車両で一律にするのではなく、適切に間隔ｓを変更した方が、前記鉄道車両の抵抗低減効果が見込める可能性が示唆される。例えば、前縁から２００［ｍ］位置における突起の間隔ｓを１４０［μｍ］としたとき、無次元間隔ｓ＋は１６となる。したがって、突起の間隔ｓが１０６[μｍ]で一律の場合よりも、前縁から２５ｍ位置での突起の間隔ｓが１０６[μｍ]、前縁から２００ｍ位置での突起の間隔ｓが１４０[μｍ]とした方が、流体抵抗が小さくなると考えられる。このように、主流速度とレール方向１００に沿った車両位置（前縁からの距離）とから得られる境界層厚さと無次元間隔ｓ＋から、突起の間隔ｓを適切に選定することにより、前記実施形態よりも、より抵抗が低減できると考えられる。例えば、前縁からレール方向１００に沿って遠い位置にある車両９０の車両構体２の突起５０ほど、間隔ｓは大きい。連結した複数の車両９０の全てに突起部１１が設けられてもよいし、一部の車両９０にのみ突起部１１が設けられてもよい。
Here, the non-dimensional projection interval s + is calculated under the condition of the projection interval s = 106 [μm] and the mainstream velocity 83.3 [m / s] used in the wind tunnel test. At this time, the dimensionless spacing s + is 15 at a position 25 [m] from the leading edge, and the dimensionless spacing s + is 12 at a position 200 [m] from the leading edge. According to the Non-Patent Document 1, in the case of a protrusion having a substantially triangular cross section, a result that s + is approximately 15 to 17 and the reduction effect is maximized is obtained, 200 m from the front edge By setting the dimensionless spacing s + at the position to the spacing s of the projections which is approximately 15 to 17, the spacing s of the projections is not made uniform by the railway vehicle, but the one where the spacing s is appropriately changed is the railway It is suggested that the vehicle resistance reduction effect can be expected. For example, when the spacing s of the projections at a position of 200 m from the front edge is 140 μm, the dimensionless spacing s + is 16. Therefore, the spacing s of the protrusions at a position 25 m from the front edge is 106 μm, and the spacing s of the protrusions at a position 200 m from the leading edge is 140 μm, compared to the case where the spacing s of the protrusions is 106 μm uniformly. The fluid resistance is considered to be smaller when As described above, the embodiment can be implemented by appropriately selecting the projection spacing s from the boundary layer thickness and the dimensionless spacing s + obtained from the main flow velocity and the vehicle position (distance from the front edge) along the
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態構成に置き換えることも可能である。更に、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために記載したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, but includes various modifications. In addition, it is also possible to replace part of the configuration of one embodiment with the configuration of another embodiment. Furthermore, the above-described embodiments are described to illustrate the present invention in an easy-to-understand manner, and are not necessarily limited to those having all the configurations described.
１…鉄道車両
２…車両構体
３…台車
４…車輪
５…レール
６…屋根
７…床
８…側
９…妻
１０…車間
１１、１１Ａ、１１Ｂ…突起
Ｈ…レールから車両の最大高さまでの距離
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
Claims (9)
前記車両構体の外表面に、前記鉄道車両の長手方向に沿って延在する１以上の突起である突起部を有する
ことを特徴とする鉄道車両。 In a railway vehicle having a vehicle structure,
A railway vehicle, comprising: a protrusion, which is one or more protrusions extending along the longitudinal direction of the railway vehicle, on an outer surface of the vehicle assembly.
前記車両構体が、前記車両構体の先端から前記長手方向に断面積が変化する部分である先頭部分と、前記先頭部分以外の部分である中間部分とを有しており、
前記中間部分に、前記突起を有する
ことを特徴とする鉄道車両。 In the railway vehicle according to claim 1,
The vehicle assembly has a leading portion which is a portion where the cross-sectional area changes in the longitudinal direction from the leading end of the vehicle assembly, and an intermediate portion which is a portion other than the leading portion.
A railway vehicle comprising the protrusion at the middle portion.
前記車両構体の屋根に、前記突起を有する
ことを特徴とする鉄道車両。 In the railway vehicle according to claim 2,
A railway vehicle comprising the projection on the roof of the vehicle assembly.
前記車両構体の側に、前記突起を有する
ことを特徴とする鉄道車両。 The railway vehicle according to claim 2 or 3
A railway vehicle comprising the projection on the side of the vehicle assembly.
前記突起部における少なくとも１つの突起の斜面の少なくとも一部が、平面である
ことを特徴する鉄道車両。 The railway vehicle according to any one of claims 1 to 4,
At least one part of the slope of the at least one projection in the projection is a plane.
前記突起部における少なくとも１つの特許の斜面の少なくとも一部が、曲面である
ことを特徴する鉄道車両。 The railway vehicle according to any one of claims 1 to 4,
A railway car characterized in that at least a part of a slope of at least one patent in the projection is a curved surface.
走行速度Ｕ、前記鉄道車両の前縁からの前記長手方向に沿った距離ｘ、流体の動粘性係数νとしたときの前記鉄道車両に発達する境界層の厚さδが、δ＝０．３７・（ν／（Ｕ・ｘ））＾（１／５）・ｘであり、そのときの壁面せん断応力τ０＝０．０２２５・（ν／（Ｕ・δ））＾（１／４）・ρ・Ｕ＾２と前記突起の間隔ｓから算出される前記突起の無次元突起間隔ｓ＋（＝ｓ・（τ０／ρ）＾０．５／ν）の値が３０未満となる突起を前記突起部が有している
ことを特徴とする鉄道車両。 The railway vehicle according to any one of claims 1 to 6,
The thickness δ of the boundary layer developed on the railway vehicle when the traveling speed U, the distance x along the longitudinal direction from the leading edge of the railway vehicle, and the dynamic viscosity coefficient ν of the fluid is δ = 0.37 · (Ν / (U · x)) ^ (1/5) · x, and the wall shear stress at that time τ 0 = 0.0225 · (ν / (U · δ)) ^ (1/4) · ρ A protrusion having a value of a dimensionless protrusion distance s + (= s · (τ0 / ρ) ^ 0.5 / ν) of the protrusion calculated from U ^ 2 and the distance s of the protrusion is less than 30. The railway vehicle characterized by having.
連結された複数の車両を有し、
前記複数の車両の２以上の車両の各々の車両構体に突起部を有し、
前記鉄道車両の前縁からの前記長手方向に沿った距離に応じて、前記２以上の車両の突起部の突起間隔が異なる
ことを特徴とする鉄道車両。 The railway vehicle according to any one of claims 1 to 7,
Have multiple vehicles connected,
The vehicle assembly of each of two or more vehicles of the plurality of vehicles has a projection,
The railcar according to the present invention, wherein the distance between the projections of the two or more vehicles is different depending on the distance along the longitudinal direction from the front edge of the railcar.
前記鉄道車両の前縁から相対的に遠い車両の車両構体に設けられた突起部の間隔が、前記鉄道車両の前縁に相対的に近い車両の車両構体に設けられた突起部の間隔よりも大きい、
ことを特徴とする鉄道車両。 In the railway vehicle according to claim 8,
The distance between the protrusions provided on the vehicle structure of the vehicle relatively far from the front edge of the rail vehicle is greater than the distance between the protrusions provided on the vehicle structure of the vehicle relatively near the front edge of the rail vehicle large,
A railway vehicle characterized by
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2018006015A JP2019123406A (en) | 2018-01-17 | 2018-01-17 | Railway vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2018006015A JP2019123406A (en) | 2018-01-17 | 2018-01-17 | Railway vehicle |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2019123406A true JP2019123406A (en) | 2019-07-25 |
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ID=67398158
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2018006015A Pending JP2019123406A (en) | 2018-01-17 | 2018-01-17 | Railway vehicle |
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| Country | Link |
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| JP (1) | JP2019123406A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114630716A (en) * | 2019-10-29 | 2022-06-14 | 京瓷株式会社 | Coating film, motor vehicle, and coating method |
| CN114641352A (en) * | 2019-10-29 | 2022-06-17 | 京瓷株式会社 | Coating film, motor vehicle and coating method |
-
2018
- 2018-01-17 JP JP2018006015A patent/JP2019123406A/en active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114630716A (en) * | 2019-10-29 | 2022-06-14 | 京瓷株式会社 | Coating film, motor vehicle, and coating method |
| CN114641352A (en) * | 2019-10-29 | 2022-06-17 | 京瓷株式会社 | Coating film, motor vehicle and coating method |
| CN114641352B (en) * | 2019-10-29 | 2024-05-03 | 京瓷株式会社 | Coating film, motor vehicle and coating method |
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