轨道对高速列车气动阻力特性的影响分析

基于CFD三维数值模拟软件,应用时速350公里8编组某型全尺寸高速列车气动模型,研究了轨道及其主要构件对于列车及转向架、受电弓、风挡、不同车厢的气动阻力的影响特性。结果表明:无轨无枕模型与有轨有枕模型比较,前者使整车的压差阻力和摩擦阻力增大,压差阻力增幅约20.9%;幅值增大主要集中在接近车头、车尾的车厢,其中对第2节车的压差阻力影响最大,增幅约110%。轨道制约了轮对尾部涡旋产生和轨面摩擦分别是压差阻力和摩擦阻力减小的主要原因。轨道对于列车部件的影响与空间位置有关,距离轨道越近影响越大,距离轨道越远影响越小。轨道使转向架的压差阻力和摩擦阻力均减小,影响主要集中在头车和第2节车转向架,其中对第2节车的转向架压差阻力影响最大。轨道对风挡和受电弓的气动阻力没有影响。研究表明:轨道对于列车气动阻力的影响是明显的。研究结果能为数值模拟的结果校核和列车减阻优化设计、安全运行提供对比参考。     

浅支坑对高速铁路隧道初始压缩波传播特性的影响

当高速列车车头驶入隧道瞬间产生压缩波,此压缩波沿着隧道传播到隧道出口会以脉冲波的形式辐射到周围环境,当能量足够大就会形成"微气压波",其大小与传播到隧道出口的压缩波变化率成正比。基于一维可压缩不等熵非定常流动的黎曼变量特征线法和基于声学传播原理浅支坑前后压力的关系式,进一步发展了设置有浅支坑的高速铁路板式轨道隧道洞内压缩波传播计算方法与程序,与国外计算结果进行比较,验证该方法的正确性。在此基础上,结合日本新干线隧道初始压缩波波形,在列车速度为200~400km/h、隧道长度为0~24km范围内,研究了隧道内设置浅支坑对初始压缩波传播特性的影响,得出浅支坑数目、布置位置和布置间距对出口压缩波的压力和压力变化率的影响特征,获得沿隧道长度方向上非线性和摩擦对压缩波传播的影响特点,确定不同车速对应的最不利隧道长度范围。     

高速列车风量控制式通风系统的探讨

介绍了能够减轻乘坐高速列车时产生的耳朵不适感的风量控制式通风系统，该系统通过检测车内外的压力来控制进排气量，并且由模拟计算证实，该系统能够控制车内压力的波动，满足高速列车的舒适性需要。     

每管六涡扁长椭圆管换热板芯涡产生器翼高对强化传热的影响

利用萘升华传质/传热比拟实验方法,研究了每管六涡扁长椭圆翅片管换热器换热板芯在三角翼形涡产生器不同翼高时的换热和阻力特性,分析了涡产生器翼高的变化对错排椭圆翅片管换热器传热与阻力特性的影响,为该型换热器设计提供了一定的理论依据.     

山区高速列车车体动态当量泄漏面积阈值

针对静态气密参数无法真实反映列车过隧道时的气密性能问题和车内压力舒适性问题,基于一维可压缩非定常不等熵流动模型的广义黎曼变量特征线法,数值模拟列车过隧道时的车外压力波动. 对泄漏的空气质量流量进行修正,采用当量泄漏面积法模拟高速列车通过隧道时的车内压力. 以山区高速铁路为背景,研究中国某型号动车组车体动态当量泄漏面积阈值,提出列车符合不同舒适性标准时的动态当量泄漏面积阈值建议. 结果表明：车内压力符合1 000 Pa/10 s标准下的当量泄漏面积更小,列车当量泄漏面积阈值的最小值随着车速的增加而减小,头、尾车和中间车当量泄漏面积阈值的建议值分别为23.2和45.6 cm².     

浅谈人工神经网在翅片管换热器性能分析中的应用

本文通过对预测换热器换热量的传统方法进行分析,指出了存在的缺点不足,介绍了人工神经网络在制冷空调换热器设计中的应用.     

线间距对高速列车隧道内交会压力波影响的数值模拟研究EI北大核心CSCD

基于三维、非定常、可压缩流动的雷诺平均N-S方程和SST k-ω湍流模型,采用重叠网格技术,研究在250 km/h、350 km/h、400 km/h等速交会下线间距(4.6 m、4.8 m以及5.0 m)对隧道内交会压力波的影响。鉴于交会压力波的危害,从车体压力最值、车体两侧压差、"头尾波"现象三方面来进行阐述。研究结果表明:车体两侧压差时间历程曲线形状和明线交会压力波时间历程曲线形状相似,在通过列车的车头和车尾经过监控点时,压差值分别产生先正后负和先负后正的脉冲波,车尾通过时产生的压差明显比车头经过时低;"头波"幅值大约为"尾波"幅值的两倍;车厢交会侧监控点的最大正压值、最大负压值、最大压力峰峰值、车体两侧压差幅值和"头尾波"幅值均与线间距成负指数关系。     

不同椭圆管形状对平片换热芯片传热性能影响的试验研究

利用萘升华传质/传热比拟实验原理,研究了在椭圆管面积相等条件下,雷诺数在500～3500,不同椭圆管形状对平片换热芯片传热特性的影响;分析了同一椭圆管形状在不同片间距下以及在同一片间距下不同椭圆管形状平片换热芯片的传热特性.结果表明,对给定的雷诺数 Re,Sh数随着片间距的增大而增大;对不同椭圆管形状的换热芯片,在同一片间距及雷诺数 Re 下,椭圆管长短轴之比b/a=1.5时传热特性最好.     

高速列车隧道内交会压力波基本特性数值模拟研究

高速列车隧道内交会压力波变化剧烈,产生较大的气动载荷,可能带来乘客舒适性、车体及部件和洞内固定设备气动疲劳破坏问题,给列车安全运行带来隐患。基于CFD软件,采用三维可压缩非定常湍流流动的流动模型压力修正算法和任意滑移界面网格技术,本文对高速列车隧道内等速和不等速交会压力波进行数值模拟,分析了列车交会过程车体外部压力场变化过程,较为详细描述了头头交会、头尾交会及尾尾交会时列车头尾部部位压差的变化过程,分析了等速和不等速交会时车外及洞内压力波的变化特性,初步给出了交会时变速度列车的负压峰值绝对值与车速的拟合关系式。     

基于一维流动模型的高速列车隧道压力波特性

高速列车通过隧道过程中引起隧道内压力的剧烈波动,会诱发车内压力波动并可能引起车体疲劳破坏等问题。而研究此类问题的基础在于快速准确预测隧道压力波。基于一维可压缩非定常不等熵流动模型和广义黎曼变量特征线法,对单车通过隧道和两列车隧道内交会进行数值模拟。选取京沪高速铁路隧道为研究对象,通过全时间区域下隧道空间中的压力传播的过程图描述压力波的形成过程,给出隧道内交会压力波比单车通过隧道的压力波剧烈的原因,研究列车速度和阻塞比对车外最大压力值和最小压力值的影响特性。结果表明,高速列车通过京沪高铁典型长度隧道时,其车体表面承受的最大压力波动基本与车速的平方成正比,而其与阻塞比基本呈线性关系。