高速列车进入隧道产生压缩波的实验研究

高速列车进出隧道时会产生一系列空气动力学效应,引起噪声及车厢内压力的变化.实验测试是研究这一问题的有效方法之一.利用高速列车空气动力学模型实验系统对高速列车在进入隧道过程中瞬变压力的传播规律进行研究,并分析了列车速度以及阻塞比对测试结果的影响,得出的结论对以后的研究具有一定的参考和借鉴.     

隧道中高速列车空气阻力的水流模型实验

为探求不同隧道设计体型中高速列车的空气阻力变化规律,在保证阻力相似的前提下,以京沪高速铁路南京越江隧道初设方案为原型,用水流代替气流作为流体介质进行了模型实验,给出了SS8型列车通过南京越江隧道时空气阻力的变化规律.实验发现,竖井可以降低空气阻力最多达8.0%;隔墙将增加10.0%左右的空气阻力.建议京沪高速铁路南京越江隧道采用单孔双竖井方案.     

不同速度模式下列车通过隧道引起的压力波的比较研究

高速列车通过隧道所产生的压力波动对列车结构和司乘人员的人耳舒适性会产生不利影响,而列车以减速模式通过隧道可缓解此种不利影响。因此,为研究不同速度模式对列车通过隧道引起的压力波的影响,本文采用三维可压缩非定常雷诺时均模型,利用滑移网格方法对三种不同速度模式 (350 km/h匀速,350 km/h~300 km/h匀减速,以及350 km/h~250 km/h匀减速)下列车通过隧道时列车表面和隧道壁面压力波进行数值模拟研究。研究结果表明,不同速度模式导致列车尾部进入隧道时的速度不同,最终产生的膨胀波和反射的压缩波强度也不同。与匀速模式相比,两种匀减速模式中列车表面压力峰峰值差异最大为11.0%。不同速度模式下隧道壁面的最大正压差异是列车进入隧道过程中摩擦效应的衰减不同造成的,最大差异为12.8%。隧道壁面最大负压的差异是由于不同速度模式下列车到达同一测点速度和压力波强度不同造成,最大差异为15.8%。由此可见,高速列车通过隧道过程中采用减速模式可以有效缓解隧道内的气动效应,对隧道壁面压力的缓解作用大于对列车表面压力的缓解作用。     

基于MSC．Dytran的高速列车过隧道三维数值模拟

利用美国MSC．Software公司的MSC．Dytmn和MSC．Patran软件建立了D字头高速列车过隧道时的有限元模型，并利用MSC．Dytran的流固耦合算法，对高速列车入隧道的冲击波响应进行三维数值模拟，经过与试验测试结果对比，得出MSC．Dytran的动力学分析结果与实际情况基本符合的结论．     

基于MSC.Dytran的高速列车过隧道三维数值模拟

利用美国MSC.Software公司的MSC.Dytran和MSC.Patran软件建立了D字头高速列车过隧道时的有限元模型,并利用MSC.Dytran的流固耦合算法,对高速列车入隧道的冲击波响应进行三维数值模拟,经过与试验测试结果对比,得出MSC.Dytran的动力学分析结果与实际情况基本符合的结论.     

高速列车对复杂隧道内空气压力的影响

复杂隧道内空气压力特性是隧道设计的重要参数,必须进行深入研究。为提高试验中信号强度和改善测量精度,采用水流代替气流作为流体介质进行复杂隧道模型实验,并研究竖井及中隔墙对空气压力特性的影响。得出了高速列车不同运行速度时复杂隧道内不同位置处的空气压力变化规律,即竖井可明显地降低隧道内的空气压力峰值和梯度,而中隔墙将恶化隧道内的空气压力环境。因此,在可能的情况下,对于复杂体型的长隧道,应尽量布设竖井而避免中隔墙。     

局部变截面铁路隧道的空气动力学效应（英文）

本文采用三维、可压、非定常方法和RNG k-ε湍流模型对截面部分减小的新型铁路隧道的空气动力学性能进行了数值研究,分析了截面减小率对马赫波传播的影响。结果表明：截面减小率对隧道中部的压力配置影响最大,其次是入口扩大段,最后是出口扩大段。截面变化处所产生的新的压缩波强度随着主隧道截面积的减小呈指数增加。变截面隧道洞壁和列车表面的最大压力峰峰值比等效均匀隧道分别降低10.7%和13.8%。经济分析表明,变截面原型隧道的空气动力学性能优于基于相同开挖体积的传统隧道。     

列车通过变截面长大海底隧道时的隧道内瞬变压力和列车风研究

在建造长大海底隧道时,为了加固隧道结构并节省成本,通常会改变隧道部分区段的截面面积,这将导致隧道内的空气动力学特性发生变化。本文通过对比变截面(VCS)隧道和常规(CCS)隧道,研究了突变截面对长隧道内压力瞬变和列车风的影响。数值模拟采用RNG k-ε湍流模型,通过动模型试验进行了验证。结果表明,越接近突变截面VCS隧道和CCS隧道内的正峰值压力之间的差异越大,在5.43 km处达到最大值7.63%。在两种隧道之间纵向列车风的差异最高达18.7%,但在其他两个方向上几乎相同。此外,突变截面对隧道不同区域的影响不相同。本研究对长大变截面隧道的参数设计和隧道内附属设施的布置具有参考价值。     

高速列车隧道压力波数据的分段线性表示

分段线性表示(PLR)技术目前已在多个领域被广泛用于重新表征高维的时间序列数据,以实现数据维度降低、波动过滤和整体趋势提取的目的。然而,该技术目前尚未在高速列车的隧道压力波数据的相关分析处理中得到应用。因此,本研究首次引入PLR技术对典型的高维列车压力波数据序列进行重新表征,并针对高速列车的压力波数据专门设计了一种基于感知重要点(PIP)且性能表现较好的PLR算法。研究结果表明,数据点重要性的度量方法和分段误差评估方法,特别是前者,对压力波序列的PIP的识别优先级甚至最终结果都会产生影响。与欧氏距离(ED)和正交距离(OD)相比,当将垂直距离(VD)作为数据点重要性的度量方法时,PLR_PIP算法（PLR_PIP_VD）获得了更合理的高速列车压力波的PLR结果。通过累积误差、平均误差和最大误差三种分段误差评估方法之间的对比,当将累积误差作为分段误差评估方法时,PLR_PIP_VD算法得到了相对较好的高速列车压力波的PLR结果。提出的适用于高速列车压力波PLR分析的PLR_PIP算法,为高速列车的压力波数据序列的分析处理提供了一种新的方法。     

隧道工况下高速列车动态气密性数值分析方法

高速列车通过隧道或者在隧道交会时,产生复杂的压缩波和膨胀波,由于车体不能完全密封,导致车内压力发生跟随性变化,引起乘客舒适度降低的问题。通过建立高速列车车体内外流场的数值分析模型,在计算车体外表面压力波的基础上,以等效泄漏孔作为车体内外压力传递的接口研究车内压力的变化规律,提出了高速列车动态气密性指数计算方法。首先,对比等效泄漏孔建模中长细比及位置对车内压力的影响,确定了包含等效泄漏孔的车体内外流场准确的数值模型;然后,建立了高速列车-隧道CFD(computational fluid dynamics)模型,计算了高速列车隧道交会流场,获得了列车在隧道交会工况下车体外表面压力波;最后,将车体外表面压力波作为车体内外流场模型的激励,计算了车内压力变化,拟合数据后分析了车内压力变化率和动态气密指数,并与已有文献的实测数据进行了对比验证。结果表明：等效泄漏孔的建模应采用长细比大于1∶4的计算结果更合理;单节车气密性数值模型中泄漏孔的位置对车内压力影响不大;列车隧道会车工况下车体外流场大多处于负压状态,只有头车测点出现正压。所提的车体动态气密性分析模型能较好地模拟车内压力波动,在7.05 c...     

喇叭型隧道入口的空气动力学特性的试验研究

为了研究高速列车进入隧道时在隧道内所产生的压力波和向外辐射出去的微压波的规律,开发了一套以压缩空气作为动力来驱动列车模型的缩尺模型试验装置。通过模型试验系统对高速列车突入带喇叭型入口隧道产生的复杂压力场进行模拟,通过分析模型试验结果中的压力及压力梯度曲线所表现的规律,对喇叭型入口削减隧道入口处的最大压力和最大梯度值的效果进行了研究,结果表明:喇叭型隧道入口能够有效地减小压缩波和微压波的影响,其削减效果依赖于入口长度。     

液压减震器的容性模型研究

建立了基于结构尺寸参数的液压减震器动力特性模型,通过实验数据检验了模型的正确性,并对模型的工程应用作了说明．     

客车模型风洞试验研究

通过对典型客车模型风洞试验过程、方法以及试验数据的分析介绍,给出了客车模型在60m／s风速时,气动阻力系数随横摆角的变化关系曲线,零横摆角时的表面压力分布。研究结论可为客车空动力学特性、客车的设计和选型提供参考。     

基于模型的信息融合编码的视频图象压缩研究

阐明了基于模型的信息融合编码方法,并用该方法研究了压缩工业电视图象问题;建立了工业电视数学模型;给出了信息融合编码压缩原理框图．研究结果表明,采用基于模型的信息融合编码压缩方法压缩后恢复的图像,能满足工业现场的需要．     

荷载横向分布计算的偏心压力法模型实验教学法研究

为易于学生理解"桥梁工程"中的荷载横向分布计算原理,根据偏心压力法计算荷载横向分布的方法进行模型桥梁的加载实验,测试各主梁所分担的荷载。通过对比分析实验与理论荷载横向分布影响线的分布情况,帮助学生理解桥梁空间计算中的荷载横向分布问题,及认识将空间的荷载横向分布计算简化为平面计算的原理。经实践检验,该教学方法具有良好的效果,在强化学生知识的同时还培养了学生的能力。     

关于45GHz毫米波对矩形阻挡物的绕射研究

基于45 GHz毫米波室内通信测量对木板、镜子以及白铁板的阻挡绕射特性进行了研究.根据阻挡物材料的不同,分别提出三射线和四射线阻挡绕射模型.对12 mm厚的木板、6 mm厚的镜子以及0.35 mm厚的白铁板进行了矩形阻挡绕射测量实验.实验结果表明,在矩形木板阻挡下45 GHz毫米波的平均传输衰减系数约为-4.28 dB,其衰减测量结果与提出的四射线模型仿真结果平均误差为-0.02 dB.在0.35 mm厚的矩形白铁板阻挡下,45 GHz毫米波的平均传输衰减系数约为-18.2 dB.在镜子远离天线的情况下,面对发射天线时的平均传输衰减比背对发射天线时大1 ～2 dB,而在镜子靠近天线的情况下,其面对发射天线时测量的结果与白铁板阻挡下的衰减类似.     

高速列车车轮材料研究的综述

介绍了欧洲和日本高速列车车轮用钢研究与发展,综述了国内高速列车车轮用钢选用方面的研究成果.舍碳量约为0.5%并添加少量微合金元素的试验钢具有良好的强韧性和抗剥离性能,适合我国高速列车车轮用钢.