高速动车组空调系统压力保护装置

简要分析和讨论高速列车对空调系统压力保护装置的基本要求和需要,分析了各国在空调系统压力变化对人体影响方面的研究数据,强调了空调系统的压力保护装置用来控制车内压力变化率的重要性。     

本期导读

<正>高速列车耦合大系统动力学创新研究体系:根据高速列车耦合大系统动力学创新研究需求,介绍以轨道交通国家试验室所建设的高速列车创新平台及体系,以此诠释我国高速列车的创新发展工作。城际动车组空调通风系统研制:城际动车组大载客量、频繁启停、快速乘降、公交化的运营特点对空调通风系统提出了新的要求,系统须无送风盲区。CRH6型车空调系统制冷能力较干线动车组大幅提升;与普通城轨地铁车辆相比,需增加车辆气密性以控制车内压力波动。     

车速对高速列车司机室空调冷凝风量影响研究

列车高速运行过程中,伴随列车行驶产生的列车风会对车体表面设备产生强烈的空气动力学扰动。空调系统普遍安装于车体表面,受列车风干扰严重,导致热交换效率降低、冷凝器温度升高、空调停机等一系列问题。采用大涡模拟(LES)方法,对不同车速下高速列车司机室空调冷凝风量及流场特性展开研究。研究结果表明:随着车速增加,空调冷凝风入口处压力下降,出口处压力上升,导致空调冷凝风量产生较大幅度下降。     

高速空调客车通过隧道时车内压力波数值方法初探

高速列车通过隧道时会带来乘客舒适性问题。现利用流入、流出相邻两节密封车厢的流量关系,发展了高速空调客车车厢在彼此隔离条件下车外压力引起的车内压力计算方法,模拟了客车在加装风量调节式控制系统时隧道单车压力波与会车压力波条件下的车内压力波动规律,验证了该类系统减缓车内压力的有效性。     

CFD数值仿真在高速列车设计中的应用

高速列车的空气动力特性不仅关系到列车牵引效率,而且还影响旅客乘坐舒适性和列车运行安全性。本文介绍CFD数值仿真在高速列车设计中的应用:采用Airpak软件对列车空调通风系统进行数值仿真,采用Fluent软件对列车水箱中水的晃动问题、列车外流场以及二维流线型列车模型的远场气动噪声进行数值仿真。对空调通风系统的仿真结果与实验研究进行对比,计算与试验的良好一致性说明采用的CFD模型是可靠的;水箱晃动计算的压力波提供的水箱壁屈曲分析与实际情况基本吻合。     

诱导通风在高速软卧车中的优势分析

介绍了诱导通风的原理,针对高速软卧车在运行中对空气调节系统的要求和特点,分析了诱导通风在高速列车中的优势,指出诱导通风亦是高速软卧车中一种有发展前景的空调送风方式。     

铁路客车空调控制技术综述

介绍了铁路列车空调控制系统的基本功能，使用中发现的问题，国外列车空调控制技术的发展水平及高速列车空调系统在控制上的特殊要求。     

高速列车通过长隧道引起的热、力效应研究

研究目的:针对列车横截面积与隧道横截面积比值阻塞比的不同,分析计算长隧道内运行的高速列车在不同速度下,由于空气动力学效应引起的列车阻力及热量增加,综合考虑辅助设备发热及隧道壁面热传导导致的能量损失,合理预测不同阻塞比下高速列车运行引起的隧道内温度升高及隧道内温度随时间的变化,得出长隧道内由于高速列车运行引起的热、力效应.研究结论:通过计算与分析表明,列车高速运行导致隧道内阻力变化及热效应的大小,受到列车隧道系统阻塞比的影响比车速的影响更大,列车空调放热是隧道内温度升高的主要因素,壁面摩擦等因素也会导致隧道内热量的进一步增加,行车密度对温度的影响将是非常关键的.对于高阻塞比的列车隧道系统,隧道中部残留的热量还较多,热量积聚效应不容忽视.     

高速铁路隧道内接触网跨距取值分析

高速列车在隧道内运行引起强烈的空气动力,本文给出隧道内瞬变压力的计算方法,对瞬变压力影响下接触网跨距的取值进行了有限元分析,并提出了跨距的合理取值.     

高速列车进出隧道空气动力学研究的新进展

综述国外关于高速列车进出隧道时产生的压力波、压力波变化剃度、形成机理、计算方法、实验方法方面的研究成果以及减少压力波的解决方案,如选取较大的隧道断面,减低阻塞比、修建缓解压力波的附属构筑物等。但对该问题的研究,还存在理论分析不完善、实际造价昂贵等问题。为深入研究上述问题,建立了高速列车空气动力学分析系统。通过对数值模拟与初期实验结果比较,两者能较好地吻合,表明该实验系统运行正常,能够满足对高速列车实验研究的需要。     

列车交会空气压力波研究及应用

列车交会空气压力波是高速轨道交通特有的空气动力学问题,它对高速轨道运输行车安全、旅客舒适度均产生重大影响。讨论了列车交会空气压力波数值计算方法、动模型及在线实车试验技术,论述了非对称滑移网格技术。根据对我国提速,200km/h速度等级及其以上高速列车进行计算、试验和理论分析,建立了列车交会压力波与运行速度、复线间距、车体宽度、附面层、外形以及编组方式等之间的关系,讨论了列车交会行车安全评估方法,提出了我国既有线上各种列车车体和车窗结构承受瞬态交会压力冲击安全运行极限值。     

会车压力波对高速空调客车客室内流场的影响

应用流体力学和传热学方程数值计算的方法,仿真分析了会车压力波对高速客车空调系统和客室内流场的影响,得到了客室内空气压力和CO2浓度随车外会车压力波变化的情况。计算结果表明,对于开放式列车空调系统,会车压力波会通过新风入口传递到客室内,使客室内的空气压力发生变化,其变化趋势与车外会车压力波的变化趋势一致;空调管路系统中大压头风机可有效抑制外界压力波,使客室内压力变化幅值大幅减小;外界压力的突然变化有可能导致客室内CO2浓度升高,且CO2浓度的变化略滞后于外界压力的变化。     

高速列车通过隧道压力波特性试验研究

近年来,在多条高速线路上对各型高速列车进行了一系列隧道通过和隧道交会试验。现通过对这些空气动力学实车试验数据进行详细分析,获得了高速列车通过隧道和在隧道内交会过程中的压力波特性,以及压力波随列车长度、运行速度和隧道长度等影响因素变化的规律。     

高速列车司机室空调进排风口空气压力试验研究

为给高速列车司机室空调机组冷凝风机设计提供依据,文章对“中华之星”号高速列车动力车司机室空调机组进、排风口位置空气压力进行了实车测量,并对测试结果进行了分析。结果表明:随列车运行速度增加,进、排风口压差减小,且动力车作为尾车时进、排风口压差减小程度大于作为头车时的减小程度。     

高速列车操纵运行的数值仿真

根据世界各国发展高速列车的经验和中国京浪高速试验列车预研究的进展，应用先进的数值仿真方法，深入详细地开展高速列车操纵运行的研究。以京沪试验列车运行的可行性方案为基础，建立了京沪高速线路库、高速列车机车车辆数据库和高速列车制动系统的数学模型，研制了高速列车操纵运行的数值仿真程序，对京沪高速试验列车操纵运行的关键技术问题进行了较全面的分析和研究。同时还对京沪高速列车进行了不同牵引重量、不同运行速度和不同停车方式的操纵运行的数值仿真。比较了京沪高速列车不同运行方案的运行时分、制动距离和能量消耗。研制的数值仿真程序的实用性和可靠性在近年来的各次重大提速和高速试验中得到反复验证。     

基于大涡模拟的高速列车横风运行安全性研究

结合高速列车空气动力学和多体系统动力学,研究横风对高速列车运行安全性的影响.首先采用大涡模拟计算方法,研究了不同横风风速下高速列车非定常气动载荷的时域及频域特性,列车周围流场结构及相应的非定常流场特性.然后建立高速列车多体系统动力学模型,将得到的气动力作为外加载荷作用于列车上,研究了不同横风风速下定常气动力和非定常气动力对直线上高速列车运行安全性的影响特性,计算结果表明,与定常气动力相比,作用于车身上的非定常气动力使列车的振动加剧.最后参照高速列车的安全运行标准,对高速列车的安全运行进行分析,为横风下高速列车的安全运行提供参考.     

输入受约束的高速列车鲁棒自适应动态面控制

实现高速列车对期望速度与位移的精确跟踪至关重要。考虑输入饱和约束以及由于不确定的运行阻力、未知的黏滞摩擦系数和未测量的运行状态等引起的系统不确定性,提出高速列车的鲁棒自适应动态面控制算法。建立考虑牵引与制动转矩产生动态过程的高速列车动力学模型;引入扩张状态观测器在线估计和补偿系统总的不确定性,应用跟踪微分器代替动态面控制中的一阶滤波器,构造附加系统处理输入约束问题,设计了高速列车的鲁棒自适应动态面控制律;基于李雅普诺夫稳定性理论证明了闭环系统的稳定性以及高速列车速度跟踪误差和位移跟踪误差的半全局一致最终有界性。仿真结果验证了所提算法的有效性。     

准高速列车表面压力颁测量实车试验研究

介绍了一种采用拍式感压片而无需在列车表面开测压孔的新的实车表面压力测量方法，并对试验中比较压的选取进行了详细分析。２次实车试验得出的准高速列车表面压力分布规律一致，其结果对检验列车局部外形的合理性及空调调和进排风口位置的合理布置具有指导意义。     

具有输入时滞特性的列车自适应制动控制

为了提高高速列车的制动控制精度,保障列车的安全平稳运行,针对具有不确定性参数和已知输入时滞的高速列车制动系统,设计高速列车制动系统模型参考自适应制动控制策略.在保证闭环系统所有信号有界的前提下,实现对给定速度曲线的渐近跟踪,从而确保高速列车能够安全可靠运行.通过分析高速列车制动时的动态过程,基于动力学原理建立具有延时环...     

不同运行方式对高速地铁气动效应的影响

为了研究时速140km/h高速地铁列车以不同运行方式在隧道中运行时的气动效应,采用三维、可压、非定常N-S方程的数值计算方法,对地铁列车由明线驶入隧道及站间运行时产生的气动效应进行数值模拟,分析不同运行方式对高速地铁隧道气动效应的影响。研究结果表明:列车站间运行时,车体表面测点压力峰峰值沿车长方向基本不变;而列车由明线驶入隧道时,车体表面测点压力峰峰值从头车向尾车逐渐降低。2种运行方式下的隧道壁面测点压力峰峰值均在中间风井处达到最小值。并且列车由明线驶入隧道时的最大车体表面和隧道壁面压力峰峰值分别为列车站间运行时的1.37倍与1.49倍。不同列车密封指数下,列车由明线驶入隧道时的车内压力变化均大于列车站间运行时的车内压力变化。因此,地铁列车由明线驶入隧道时的空气动力学效应比站间运行时更加不利。