KZ4A型机车冷却塔风机内部流场数值模拟与改进设计

介绍CFD流体分析软件,对出口哈萨克斯坦的KZAA型机车冷却塔风机的内部流场进行三维数值模拟,并与试验数据对比.模拟结果与试验结果基本吻合,验证了三维数值模拟对于风机气动设计的可行性.     

城际动车组气动设计方法的研究

针对城际动车组运行速度及运营环境,从舒适性和经济性2个方面提出城际动车组气动设计面临的主要挑战。根据高速列车气动设计经验,从头型外形气动优化设计和车体表面平顺化2个方面开展气动设计,形成4个速度等级的城际动车组头型,并基于数值模拟、风洞试验及线路试验进行设计验证。研究表明,仿真结果与试验结果误差较小,满足工程计算精度要求。风洞试验表明3辆编组的城际动车组气动阻力较原始设计方案减小了约13.2%,远场气动噪声满足设计要求。线路试验表明,城际动车组的气动阻力达到CRH2水平,隧道通过及交会压力波幅值均小于±4 k Pa,各项气动设计指标均达到预期要求。     

受电弓气动抬升力计算方法与分析

基于三维定常不可压缩N-S方程和k-ε两方程湍流模型,采用有限体积法,对高速受电弓的气动力进行数值模拟,并且建立受电弓气动抬升力计算模型,推导受电弓气动抬升力的计算方法,采用该方法计算高速受电弓在不同速度等级下开口和闭口运行时的气动抬升力。结果表明:仿真结果与试验结果基本一致,受电弓各部件的气动力转换成气动抬升力存在不同的传递系数且与升弓角有关;传递系数表征了气动力对受电弓气动抬升力的贡献量,弓头升力对气动抬升力的贡献量最大,其次是上框架和下臂杆升力。     

阵风场中桥上列车升力气动导纳数值模拟及应用研究

针对阵风场中列车中车二维升力气动导纳展开研究。基于数值模拟的方法,首先验证平板升力气动导纳模拟结果的可靠性,其次对单独列车截面的升力气动导纳及绕流特性进行分析,并与桁架梁、流线型钢箱梁上列车升力气动导纳进行对比。研究结果表明:平板升力气动导纳数值结果与解析解吻合较好,数值识别方法可靠。桥梁主梁上列车升力气动导纳比单独列车升力的气动导纳值偏小,比Sears函数略偏大;当折减频率小于0.01时,流线型钢箱梁上列车升力气动导纳略大于桁架梁上列车气动导纳值。     

高速电力车气动外形设计方案

根据我国高速电力机车空气动力性能研究的有关理论成果、机车风洞模拟试验以及ＳＳ８型电力机车和ＤＦ１１型内燃机车的运行阻力试验，进行分析、比较，提出我国的高速电力机车的气动外形方案。为电力机车的外形设计，提供技术参考。     

模拟高速列车车顶湍流流场的风洞试验方法

由于风洞试验与列车实际运行时气流流动状态存在差异,在评估诸如受电弓等设备的气动噪声及其气动力时,有时会产生很大误差.本文首先测试了列车实际运行过程中集电装置周围的湍流流场,然后针对试验方法进行了改进,即在风洞试验测试段的上游设置障碍物,以模拟湍流流动.最后,对比评估了有无障碍物时受电弓模型上产生的气动噪声及作用于受电弓模型上的气动力的差异,表明所提出的风洞试验方法能够较好地模拟真实列车.     

中速及高速电力机车气动外形方案

对高速电力机车空气动力性能研究的有关理论成果，机车模型的风洞模拟试验以及ＳＳ８型电力机车的运行阻力试验进行了分析、比较，提出我国的中、高速电力机车的气动外形设计方案，结合我国生产厂家的现状，讨论了中速动力车外形的改进措施。     

机车动力品质的改善

在全俄内燃机车科学研究院研制的试验台上可以模拟实际工作条件，进行摩擦式、液夺和气劝减振器的功能特性试验，从而研究无因次阻尼系数对减振系统的影响。装车试验的结果表明，气动减振器工作可靠、技术寿命长、成本低密封性和可修性好，可使机车动是到改善，轮轨相互作用力和轮箍、轮缘磨耗降低。同时指出，在高速朵车上装用现代化的减振系统比把线路保养琶理想的状态更为有利，气动减振器能够而且应该成为俄罗斯铁路机车建立和优     

高速列车产生的低频气动噪声

为确定新干线列车中部车辆产生的低频气动噪声,进行了现场试验,并用0缩尺模型列车进行了发射试验。通过这些试验,认为车体下方的转向架腔是气动噪声的主要来源之一,指出了降低低频气动噪声的有效措施。     

高速列车头型拓扑结构对气动力的作用规律研究

为了得到高速列车头型关键设计部位的拓扑结构对列车气动性能的作用规律,减少头型概念设计时的盲目性,本文以数值模拟和正交试验设计为分析工具,研究高速列车头型的长度、纵剖面型线、水平剖面型线、排障器外形、司机室玻璃形状和车体横截面形状对列车气动阻力和尾车气动升力的影响。将头型的6个设计部位均划分为5种不同的拓扑类型,研究各设计部位拓扑结构的变化对列车气动性能的影响,选取3个影响度最大的设计部位,通过有交互作用的正交表分析不同部位拓扑结构的耦合作用对列车气动性能的影响。得到列车头型各主要设计部位的拓扑结构对列车气动性能的作用规律,给出针对不同气动指标进行头型设计时的合理拓扑结构。     

列车气动试验数据场插值方法研究

试验数据场插值方法是列车气动试验数据可视化研究的重要内容之一,本文根据列车气动试验数据场的特点,在深入探讨试验数据场四边形网格划分算法和等参变换的区域映射插值算法的基础上,提出了数据场网格划分和区域映射相结合的插值方法。这种插值算法对分布于列车自由表面的曲面域气动试验数据场插值很有效,具有插值精度较高、算法简单、容易编程等优点,将这种方法应用到列车气动试验数据可视化系统中,进一步证实了该方法所具有的优越性。     

地铁车辆制动电子控制单元试验台

介绍了地铁车辆制动系统的制动电子控制单元(BECU)试验台的构成、工作原理、主要功能及性能参数等,详细说明了数据采集、处理和控制等子系统。试验结果证明,该试验台实际操作易于上手,人机交互界面直观,运行可靠,完全能满足实际的测试需求。在对BECU测试过程中,该试验台能够精确进行各种信号模拟,完成气动等各种试验,还可用于模拟地铁车辆制动工况下对电子控制单元进行检测与辅助设计等。     

高速列车空气动力学特性的风洞试验研究

通过对2种头型高速列车1:8模型在8m×6m风洞开展的试验,比较了2种头型高速列车的气动特性,并进行了头车大侧风安全性的试验研究.结果表明,优化头型高速列车的气动阻力明显小于原型车的气动阻力,优化头型的3车编组列车的全车气动阻力比原型车约小3.7％;优化头型列车的纵向气动特性比原型车略差;2种头型的横向气动特性差异很小.     

一种新型高速受电弓的气动性能研究及验证

以国内受电弓制造商研制的新型高速受电弓为研究对象,通过风洞试验对新型高速受电弓的空气动力学性能从气动抬升力和气动总阻力两个方面进行研究,同时结合两种试验数据对该新型高速受电弓的气动抬升力性能进行分析,通过数据拟合得出气动抬升力与风速的关系式,最后通过线路运行试验进行了验证。     

车端间距对高速列车风挡气动噪声的影响

为研究车端间距对高速列车风挡气动噪声的影响,文章利用大涡模拟方法和Lighthill声学比拟理论建立高速列车风挡气动噪声数值计算模型,并设计四种不同车端间距下的风挡方案,计算相应的气动噪声。结果表明,风挡的气动噪声随着车端间距的增加而增大,在满足工程约束的条件下,可以通过减小车端间距来改善高速列车风挡的气动噪声。     

基于指数脉冲的气动导纳数值识别方法研究

气动导纳函数是桥梁抖振分析中的重要气动参数,通常利用风洞试验或数值模拟平台生成入口随机紊流风速或单频简谐来流进行识别。本文基于指数脉冲形式简单、频带宽的特点,提出了采用入口指数脉冲风速识别气动导纳的数值模拟方法。选取理想平板为研究对象,采用该方法进行气动导纳识别研究,并与理论Sears函数进行比较。研究结果表明,本文提出的数值识别方法具有可行性,当脉冲宽度大于600/s2、计算时间步长小于0.000 5 s时,可以得到较为准确的结果。     

城际铁路列车通过地下站站台门时的风致效应仿真与试验研究

针对城际铁路列车高速通过地下车站时,站台门在列车气动载荷的作用下产生结构变形,且难以在运营线路上进行实时监测的问题,文章提出一种将计算流体力学、有限元分析和线路试验相结合的分析方法。该方法采用流体力学仿真技术计算出城际铁路列车过站风压,并通过模拟列车过站时的气动载荷,对站台门结构变形开展有限元分析,最后在具备列车160km/h高速过站工况的线路上进行试验验证。将试验与仿真数据进行对比可得,有限元分析和线路试验两者得出的应力变化趋势基本一致,且最大的标准差不超过0.43,从而验证城际铁路地下站站台门有限元模型加载方法的可行性,为进一步研究站台门在城际铁路以及高速铁路中的应用提供依据。     

高速铁路隧道壁面气动荷载研究现状与趋势分析

高速铁路隧道壁面气动荷载是隧道结构破坏的主要诱因之一,了解并掌握其特征对高速铁路隧道结构设计与安全营运具有重要的理论意义与工程价值。通过论述高速铁路隧道壁面气动荷载特征与现场实车测试、动模型试验以及数值仿真模拟三种研究手段的技术现状与未来发展趋势。总结归纳得出:(1)列车驶入隧道前,壁面气动荷载峰值小、持续时间短;列车在隧道内行驶时,壁面气动荷载表现为正负峰值不等的不规则变化规律;列车车尾驶出隧道后,气动荷载表现为周期性正负峰值交替的衰减规律。(2)三维光纤贴壁线性布置技术利于实现隧道全断面、全长测点布置,且具有重复利用率高,试验费用低、工作量少等优点,可作为现场实车测试过程中数据采集系统的一个重要比选方案,电机控制能进一步提高模型列车运行速度的控制精度,可作为未来动模型试验系统动力控制的优选技术之一。     

不同轨面高度对跨坐式单轨车气动性能的影响

基于踌坐武单轨车头车模型,运用数值模拟方法,通过设置不同的计算域来模拟跨坐式单轨车轨面与地面的高度,分析在迎风条件下不同轨面高度对其气动性能的影响.分析结果表明:随着轨面高度的增加,单轨车的气动性能随之改善,且在离地高度6m以上单轨车的气动性能变化趋于平缓.但不同轨面高度下的风阻值差异较小,这表明单轨车轨面高度的变化对...     

倒梯形桁架桥断面气动参数研究

采用计算流体力学(CFD)和风洞试验相结合的方法,对某倒梯形桁架主梁断面二维等效模型和气动导纳函数进行研究。首先依据外轮廓和实面积比不变的原则,建立斜腹杆位置不同的二维模型,识别其静力三分力系数并与风洞试验结果对比,得到二维等效模型。随后基于二维SST k-ω湍流模型和2D LES模拟,对二维等效模型分别进行气动导纳数值识别,识别结果与风洞试验对比研究。结果表明:无论是基于RANS的SST湍流模型还是2D LES模拟,二维等效模型气动导纳识别结果均与Sears函数较为接近,而SST k-ω模型气动仿真结果与风洞试验吻合良好;采用文章所用模型简化和数值识别方法,可对桁梁的气动参数进行有效识别。