高速列车明线交会压力波特性研究

列车交会压力波是影响列车运行安全性和乘客舒适性的重要因素之一,因此需对压力波特性展开研究。采用计算流体力学方法数值求解雷诺平均N—S方程,对不同时速和线间距下国产新型高速列车会车过程开展三维非定常仿真,得出了压力波以及侧向力的变化规律曲线。结果表明最大压力波幅值出现在尾车等截面与变截面过渡处的鼻尖高度位置。会车过程中,车体将承受两次排斥力和一次吸引力,这将对列车的稳定行驶产生一定的影响。压力波幅值和列车所受的侧向力均随会车速度的增大而增大,随会车线间距的增大而减小。     

高速列车明线交会压力波特性研究

列车交会压力波是影响列车运行安全性和乘客舒适度的重要因素之一,因此需要对压力波特性进行研究。采用计算流体力学方法求解三维黏性可压缩N-S方程组,对不同时速下国产新型高速列车会车过程进行三维非定常仿真。得出了压力波以及侧向力的变化规律曲线。结果表明最大压力波幅值出现在尾车等截面与变截面过渡处的鼻尖高度位置。会车过程中,车体将承受两次排斥力和一次吸引力,这将对列车的稳定行驶产生一定的影响。列车所受侧向力随会车线间距的增大而减小。     

活塞环径向压力分布函数分析

以最为关键的最低压力值作为优化选择的主要目标,对非仅由余弦函数构成的活塞环径向压力分布函数进行了理论分析和数值计算,计算结果表明,仅为３项或４项非仅由余弦函数构成的压力分布函数不但形式简单,且具有明显的优点和实用价值,值得推广应用。     

一种活塞环径向压力分布函数的研究

基于现代活塞环的设计方法,讨论了一种非仅由余弦函数构成的活塞环径向压力分布函数表达式,分析了该表达式的特性及其优点,并与Arnold径向压力分布函数表达式进行了比较.结果表明,后者仅为前者的一个特例,前者形式上更为简洁普遍,其系数仅是压比和平均压力的函数,更适合于活塞环的设计与计算.     

不同头部外形高速列车气动性能风洞试验研究

通过对包括CRH2在内的4种不同纵向长细比比例尺为1∶8的高速列车模型进行风洞试验,分析雷诺数对车辆气动力系数的影响;比较4种高速列车模型的气动力特性;对不同流线型外形列车进行大侧偏角试验,研究高速列车在侧风作用下的安全性.研究结果表明:列车流线型头部越长,鼻形更加突出尖锐,头部流线型更加光滑,更有利于降低空气阻力;当模型列车流线型长度相差不大时,纵向长细比系数越大即车头外形越细长,对减阻越有利;4种动车组头车、中车和尾车的侧向力及升力系数均随侧滑角的增大而迅速增大;当侧滑角大于10°时,头部最大纵剖面轮廓线曲率较大的模型,横风作用下的侧向力系数比其他3种模型车的侧向力系数显著增大,升力系数较小.     

活塞环压力分布非仅为余弦函数表达式的研究

本文分析了非仅用余弦函数表达活塞环径向压力分布的方式及有关这种表达式的特性．非仅为余弦函数的表达式具有如下优点：在给定Ｐ（π）／ｐｍ值时，函数的形式十分简单；ｐｍｉｎ／ｐｍ之值较大，且位置也较为理想；ｄｐ（π）／ｄ０≠０．此外，文中还分析了著名的Ａｒｎｏｌｄ公式，证明其可转化为更简单而正规的形式，而且它即为文中所指非仅为余弦函数表达式的一个简单特例．通过理论分析与数值计算表明，存在着在特性上较仅为余弦函数表达式更佳的其他一些表达式，它们在生产中具有很大的推广价值．     

列车高速通过隧道时车内压力波模拟试验研究

列车高速过隧道时诱发的压力波通过车体缝隙传入车内,给旅客乘车舒适性带来严重影响,在实验室模拟车内压力波动过程以系统研究车内压力波动与人耳舒适性的关系,以便为制定气压变化下科学的人耳舒适性标准提供依据。基于车内压力变化是车体空气进出口流量关于时间的积分,设计以1台罗茨风机、两阀门组及控制单元为核心的车内压力波试验模拟装置,以实现变体积流量交替对车体进行充气和抽气,使车内压力变化曲线不断逼近现场实车试验测得的车内压力变化曲线。研究结果表明:装置试验结果与现场实车试验测试结果基本吻合,说明该装置可真实模拟列车通过隧道时车内压力变化过程。     

高速列车数值计算模型网格划分方法研究

网格生产技术是CFD数值模拟计算的关键技术,网格的优劣直接影响计算的收敛性,决定着数值计算的准确精度和计算成本。结合ICE2高速列车简化模型,使用ICEM CFD软件,划分结构化网格和非结构化网格,比较两种网格的网格质量,对比数值计算结果,总结不同网格类型的优缺点和适应性,为复杂车体模型的网格划分提供参考依据。     

一种新型活塞环径向压力分布函数

对仅为余弦函数表达式和非仅为余弦函数进行了介绍,同时基于现代活塞环的设计方法以及非仅为余弦函数表达式的通式,提出了一种形式较为简单的非仅为余弦函数表达式.表达式除了待定系数外仅有两个函数系数,参数的确定过程较为方便,且特性上优于仅为余弦函数表达式.     

底部结构对高速列车流场及气动优化规律的影响

为了得到底部结构对列车流场及气动阻力优化规律的影响,通过计算流体力学和正交试验设计分析的方法,研究真实复杂车体的底部流动和尾迹特征,得到了复杂车体气动阻力优化规律.结果表明,尾车鼻尖静压系数在底部结构影响下降低了0.06,尾车流动分离提前,两反对称尾涡核间横向距离增大,尾涡间夹角增大.头型概念设计时的拓扑简化车体模型可以作为真实复杂车体的气动阻力优化设计模型,但考虑底部结构使得头车参数优化的极差值减小、尾车参数的优化极差值增大.头车阻力优化重点为转向架周边结构,尾车阻力优化对流线型长度参数更加敏感.     

基于直方图优选的车速分布模型研究

通过对国内外已有的研究分析,发现车速的分布规律变化不一,很难用单一的某一种分布模型进行拟合.因此,通过对呼和浩特市昭乌达路的速度数据采集,利用直方图优选的方法对速度分布直方图进行改进,并利用正态分布、威布尔分布、伽玛分布和Logistic分布模型对改进后的直方图进行了拟合分析.通过对拟合分析得出的相关系数的比较,给出了这四种分布在拟合速度分布时的适用范围.     

长大编组高速列车横风气动特性研究

采用定常RANS方法, 对长大编组高速列车的横风气动特性进行分析, 从流场特性和气动力特性两个方面开展研究。结果表明, 横风条件下, 列车表面流动现象非常丰富, 列车首尾流线型存在较多流动分离、再附等现象, 且受横风侧偏角影响较大。在列车背风侧出现两个以上的复杂分离涡系, 从列车头车下部开始, 向列车下游发展并逐渐远离列车车体。分离涡系是列车承受非定常气动力的根源。列车头车是侧向力、滚转力矩最严峻的车厢, 且随着横风侧偏角增大, 侧向力、滚转力矩逐渐增大, 列车行车环境逐渐恶化。     

高速列车底部结构参数对气动阻力作用规律

高速列车的转向架区域是气动减阻研究的重点.通过样条曲线方法建立了高速列车底部结构的7参数化模型,采用计算流体力学及超拉丁立方抽样试验设计方法,研究了底部结构参数对高速列车气动阻力的影响规律.结果表明:底部结构参数对于三车总阻力、头、中、尾各节车气动阻力的影响分别为27%、37%、39%和22%,三车气动阻力对裙板高度、排障器厚度、舱前缘倒角最为敏感.但头、中、尾车影响规律不同于三车,有必要考虑对头、中、尾三车底部结构分别进行气动设计,以达到最优的减阻效果.底部结构参数主要影响列车底部平均流速改变底部结构所受气动阻力,进而影响高速列车气动阻力.     

CRH3型高速列车气动噪声数值模拟研究

采用非线性声学求解方法(NLAS)进行近场气动噪声研究, 通过一个二维后台阶算例进行了方法验证, 与实验数据符合良好。在噪声源周围建立噪声面, 并利用FW-H方程进行远场噪声评估。对CRH3型高速列车在300 km/h速度下运行进行了气动噪声分析, 着重考虑车体几何对气动噪声的影响。首先对高速列车在RANS计算下的统计结果进行分析, 研究高速列车关键部位如头部、车厢连接处、尾部等的流场特征。进而通过在列车表面特征位置设置测点, 研究车体不同部位对气动噪声产生的贡献。通过在远场设置噪声测点, 分析了CRH3型高速列车的远场气动噪声特性, 并对噪声水平进行了评估。     

超高速切削时的T－v关系与切削力

研究了用ＮＴ５硬质合金端铣刀以３００～７８５ｍ／ｍｉｎ的速度铣削ＥＸ３０钢时刀具耐用度Ｔ和切削速度ｖ，主切削力Ｆ２与切削速度ｖ、进给速度ｖｆ、吃刀量ａｐ之间的关系，给出了刀具磨损曲线、Ｔ－ｖ关系曲线、Ｔ－ｖ关系式以及Ｆ２－ｖ，Ｆ２－ｖｆ，Ｆ２－αｐ关系曲线及关系式，并对这些关系和规律进行了机理的分析与讨论．     

高速铁路列车定位技术的研究

给出了高速铁路列车定位技术的一般概念,阐述了高速铁路中常用的列车定位技术．最终提出了一种崭新的列车定位模型,综合利用基于卫星的列车定位技术和基于查询／应答器的定位技术,大量减少了地面的查询／ 应答器．并对这些定位技术进行了比较     

径向载荷分布对螺旋桨气动性能影响的计算研究

通常认为螺旋桨叶片的径向载荷分布对于螺旋桨的气动效率有较大影响,但是,通过对比三种典型径向载荷分布螺旋桨的气动性能,本文发现：只要合理选择翼型及工作迎角,载荷分布的不同不太影响螺旋桨的效率。本文采用求解三维N-S方程确定桨叶各叶素的气动性能并根据设定的载荷分布进行剖面迎角调整的方法研究。本文的研究结果表明：如果采用本文的调整方法,在螺旋桨设计中不必重点研究载荷分布的问题。     

轨道纵向刚度变化对快速列车轮轨受力的影响

由于轨道刚度是铁路轨道设计的重要参数,直接影响到列车的运行安全和平稳性,因此运用车辆－轨道垂向系统统一模型和新型预测－校正数值积分法,对铁路快速列车以不同速度通过因道床和轨下垫层刚度变化而引起的动力不平顺轨道段时车辆和轨道的响应进行了仿真计算,干涉分析了轨道纵向刚度变化对铁路快速列车轮轨受力的影响。