横风下桥梁高度对高速列车交会性能的影响

为研究横风下桥梁高度对高速列车会车性能的影响,基于空气动力学和列车系统动力学,分析指数风分布下不同高度桥梁周围的流场,建立高速列车多体系统动力学模型,模拟横风下列车在不同高度桥梁上会车时的表面压力特性和气动载荷特性.将得到的气动力作为外加载荷作用于列车上,分析桥梁高度对高速列车会车安全性能的影响.结果表明:当列车在环境风下交会时,背风侧列车的气动力波动大于迎风侧列车的气动力波动;当监测点风速固定且桥梁高度小于15 m时,随着桥梁高度的增加,列车的气动载荷最大幅值和安全指标最大幅值均有所减小;当桥梁高度为15～30 m时,随着桥梁高度的增加,列车的气动性能和动力学性能基本保持不变.     

高速列车通过声屏障的流固耦合振动响应分析

基于三维、非定常、不可压缩Navier-Stokes方程以及k-ε两方程湍流模型,利用计算流体软件FLUENT,对列车通过时路堤声屏障气动力特性进行数值仿真,研究了声屏障上脉动力的变化.建立了高速列车通过路堤声屏障的数值计算模型,采用FLUENT中的滑移网格技术,对声屏障时产生的气动力进行数值模拟,列车速度分别为200km/h、250km/h、300km/h、350km/h.通过计算得到不同列车速度下声屏障上气动力的大小和变化情况,分析了气动力沿声屏障垂向和声屏障纵向的变化规律,并拟合了声屏障压力波幅值与列车速度的关系式.在ANSYS Workbench软件中建立了声屏障的结构计算模型,将声屏障上的气动力作为外部荷载加到声屏障上,对其进行了模态分析和瞬态动力学分析.     

高速铁路声屏障几何形状对降噪效果的影响

针对采用声屏障技术控制高速铁路列车噪声污染时,用具有演算性质的方法计算声屏障插入损失很难实现声屏障精确设计的问题,利用边界元法建立高速铁路区间声屏障降噪预测模型,对声屏障插入损失进行数值计算. 研究结果表明:声屏障对高频噪声的隔断好于低频噪声;声屏障越高引起的声压插入损失越大;对比圆弧型、T型、人字型、内倾型、倒L型和直立型声屏障的降噪效果,前两者效果最好,人字型、内倾型和倒L型声屏障略优于直立型声屏障.     

高速铁路声屏障的几何型式对降噪效果的影响

针对采用声屏障技术控制高速铁路列车噪声污染时,用具有演算性质的方法计算声屏障插入损失很难实现声屏障精确设计的问题,利用边界元法建立高速铁路区间声屏障降噪预测模型,对声屏障插入损失进行数值计算. 研究结果表明：声屏障对高频噪声的隔断好于低频噪声;声屏障越高引起的声压插入损失越大;对比圆弧型、T型、人字型、内倾型、倒L型和直立型声屏障的降噪效果,前两者效果最好,人字型、内倾型和倒L型声屏障略优于直立型声屏障.     

基于仿真与实测的列车远场气动噪声分析

随着高速列车气动噪声诱发的铁路沿线噪声污染问题变得日益明显,需对高速铁路诱发的远场噪声特性进行研究。基于Lighthill声学理论,应用LES大涡模拟和FW-H声学模型对高速列车整车的气动噪声进行数值模拟,实测高速列车以300 km/h运行时的通过噪声,将仿真与实测进行对比分析。高速列车诱发的远场气动噪声是宽频带噪声,能量主要集中在200~1500 Hz的中低频带范围内。实测与仿真的噪声声压级频谱分析具有相似的变化趋势,但声压级数值不同;由于实测噪声数据不仅包括气动噪声,还包括轮轨、集电系统噪声等,所以实测数据普遍大于仿真结果。通过对比分析验证了仿真结果的科学性,为数值模拟方法研究高速列车气动噪声问题提供了科学依据。     

基于遗传算法的高速列车头型多目标优化

高速列车的气动阻力与列车的外形,特别是头部外形有着密切的关系.为了改善列车气动性能降低列车运行的气动阻力,建立高速列车的三维参数化模型,以高速列车头部所受的阻力和升力为优化目标,通过FLUENT软件与Isight软件多学科优化联合仿真分析方法,利用Sculptor软件对车头部分网格自动变形,基于计算流体力学,实现对高速列车流线型头型进行减阻的多目标自动优化设计.优化完成后,得到影响优化目标阻力和升力的关键设计变量,并对优化设计变量和优化目标之间的非线性相关性进行分析.通过对比原始流线型列车气动性能发现,列车头部的长度对阻力的影响比较大,列车头部的高度能够对列车所受到的升力产生较大的影响.     

高速列车受电弓气动噪声分析与降噪研究

随着列车速度的大幅提升,气动噪声问题愈发凸显。受电弓噪声在整车噪声中占较高位置,为研究高速列车受电弓气动噪声特性,通过Lighthill声学理论的宽频噪声模型对高速列车气动噪声源进行识别,利用定常SST k-w湍流方法分析高速列车受电弓的流场特性;基于大涡模拟与FW-H声学比拟理论计算高速列车受电弓远场气动噪声。数值算例结果表明,受电弓部位的碳滑板、弓头为受电弓主要噪声源;以轨道中心线为对称线,远场气动噪声监测点的声压级及频谱特性表现出较高的对称性;在同一列车运行速度下,监测点声压级随离轨道中心线距离增大而减小,列车以不同速度运行时,其声压级降低的幅值相差较小;高速列车远场气动噪声为宽频噪声,主要能量集中在500Hz~5000Hz。提出一种射流降噪方法,在350km/h速度下,监测点总声压级值降低了15.2dB。     

高速列车空气动力学CAE分析技术的任务和方向

针对中国高速列车运营时速已接近380km／h,高速列车技术已完成消化吸收并进入国产原创阶段的状况,综述高速铁路设计中CAE分析技术的应用、高速列车计算流体力学（Computational Fluid Dynamics,CFD）分析的3大任务以及高速列车空气动力学CAE分析技术的方向等,总结CAE在高速列车气动分析方面的任务和方向．阐明CAE分析已成为新一代高速列车设计和结构分析的核心技术,空气动力学CAE分析技术则占据设计分析的核心地位．     

基于数值计算的高速列车气动阻力 风洞试验缩比模型选取方法

为给高速列车气动阻力风洞试验模型选取提供更多的参考依据,通过计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)方法,研究不同比例的高速列车缩比模型对气动阻力风洞试验结果的影响.首先,计算得到开口式风洞测试段的静压系数分布曲线,为高速列车气动阻力测量试验模型的长度选择以及摆放位置提供依据;其次,通过数值计算得到全尺寸模型列车在明线运行时,以及不同比例的模型列车在风洞中运行工况下的气动阻力信息,并从阻塞效应和雷诺数的变化,以及风洞试验段内静压分布的影响这3个方面对列车模型的气动阻力结果进行分析,得到在所研究风洞中较合理的列车缩比模型比例选取范围.这种以CFD为基础进行数值仿真,选取风洞试验中列车模型比例及试验测试位置的方法,为在地面交通工具风洞中进行高速列车模型气动阻力试验的缩比模型选取提供一定依据.     

裙板安装对高速列车气动性能影响的数值分析

为研究裙板安装对高速列车气动阻力及侧风安全稳定性的影响,用计算流体力学（Computational Fluid Dynamics,CFD）方法分析国外某高速列车转向架及其周边裙板结构对整车气动性能的影响.在无侧风且列车行驶速度为350km/h时,模拟分析不安装裙板及在不同位置安装裙板情况下列车的气动性能;在有强侧风情况下,模拟分析列车在50～350km/h之间不同行驶速度工况时的气动性能.结果表明,列车底部安装裙板可有效降低列车气动阻力,在头尾第1对转向架处安装裙板对列车气动阻力的降低最有效;在强侧风下,列车底部安装裙板会造成列车的侧向力和侧翻力矩加大,降低列车行驶安全性.     

高速列车车内低频气动噪声预测

为研究气动载荷下高速列车的车内低频噪声,建立高速列车空气动力学模型,采用大涡模拟(Large Eddy Simulation,LES)法计算中间车的表面脉动压力.将脉动压力加载到高速列车的有限元模型上,通过瞬态分析得到车体的振动位移响应;将位移响应作为边界条件,采用边界元法(Boundary Element Method,BEM)分析车内噪声.结果表明：车窗振动位移最大,车顶和车底次之;中间车车厢的两端声压比中部大;在低频范围内,车厢内声压呈强弱交替分布,声场强弱界限较明显,且随着频率的增大,沿车体纵向和横向干涉条纹增多;车内低频气动噪声随速度二次方的增大而增加.     

多孔吸声型声屏障降噪效果仿真分析

利用边界元法建立高速铁路区间直立型声屏障降噪预测模型,对添加硅酸盐基多孔吸声材料前后声屏障对降噪效果的影响进行数值计算。结果表明：厚度为0.08 m的硅酸盐基多孔吸声材料使得声屏障在距离线路中心30 m的铁路界限处噪声衰减量最大可增加12.5 dB;应用于声屏障的最佳硅酸盐基多孔吸声材料厚度为0.08~0.11 m。     

保定高铁EVDO专网优化研究与实现

近年来,随着高速铁路不断投入运营,也为各电信运营商提出了新的课题。p(vQ6s-{!C0Jwww.mscbsc.com动车组列车(CRH)具有密封性能好、车体穿透损耗高、运行速度快等特点,对列车内移动通信质量影响较大。为此,如何在高速移动条件下,提供良好的网络服务质量成为各运营商在当前铁路沿线网络建设和优化的一个研究热点。]4r$sE#RSu%pMSCBSC移动通信论坛本文通过对列车穿透损耗、多普勒效应、高速移动对切换带来影响等方面进行研究,以保定电信EVDO网络优化为例,讨论了高铁区域EVDO网优的一般策略和优化实施步骤,验证了方案实施效果。同时,也为平原城市的移动网络优化提供范例。     

高速列车在移动闭塞条件下的运行仿真

本文构造了移动闭塞条件下的高速列车计算机运行仿真系统,介绍了系统总体结构,对列车实际运行间隔进行了分析,对各功能模块进行了描述。该系统为进一步分析研究移动闭塞条件下高速列车追踪运行间隔模型、列车的优化控制方法和列车的运行延误影响等提供了仿真平台,对系统实际运用起到了指导的作用。     

超限货物运输列车异物侵入数据智能检测仿真

对超限货物运输列车侵入异物进行智能检测,能够有效降低超限超重货物运输事故的概率,对保障铁路货运安全具有重要意义。针对当前超限货物运输列车图像异物侵入检测方法受到采集频率的影响,列车高速行驶时,异物侵入检测易存在漏检的情况,提出基于背景差分和形态学腐蚀操作的超限货物运输列车异物侵入数据智能检测方法。针对超限货物运输列车运行场景抖动特点,设计抖动补偿算法,消除超限货物运输列车图像抖动的像素部分。通过背景差分算法获取超限货物运输列车图像背景,再利用背景帧与当前帧的差分获得二值图像,最后对所得二值图像进行形态学腐蚀膨胀操作和阴影消除,获取异物侵入目标区域。实验结果表明,所提方法可准确检测出超限货物运输列车侵入异物,对保证铁路运输具有重要的现实意义。