路况场景对高速铁路列车气动力特性影响规律研究

为研究横风作用下路况场景对高速铁路列车气动力特性影响的规律,基于风洞动态测压试验和PIV粒子成像技术,测试得到位于平地、路堤和高架桥上列车表面风压分布和气动力,获得列车周围流场分布特性,讨论路况场景和线路布置形式对列车气动力特性影响,分析列车表面绕流及旋涡特性,探究其风荷载规律特性.研究表明:列车位于高架桥时气动侧力系...     

高速铁路接触线不平顺线谱研究

功率谱密度函数可以从波长和幅值两方面反应接触线不平顺的特征和规律,是研究接触线不平顺状态的重要工具。本文以我国多条高速铁路线路的接触线垂向不平顺实测数据为基础,采用最大熵谱估计得到接触线不平顺实测功率谱,并提出一种普适性强、结构简单的不平顺线谱模型。研究结果表明:我国高速铁路线路的PSD最值均小于0.01m2/m-1,接触线整体不平顺状态较好;随机不平顺中含有的周期性简谐波成分,波长主要为单倍跨距和单倍吊弦距;文中建立的接触线不平顺线谱新模型参数少、普适性强、拟合效果优,并给出该模型参数的非线性最小二乘估算结果。     

利用列车比例模型风洞试验研究基础设施对列车气动力的影响

为了明确铁路轨道沿线横风所造成的危险,就必须探讨基础设施对列车气动载荷的影响.本文介绍了在标准的TSI基础设施(有碴轨道和无碴轨道以及6 m高路堤)和标准的意大利高架桥路面上,通过风洞试验所测试的ETR 500列车的气动力系数.每一种基础设施的特性都分为有列车和无列车2种状况进行研究.通过对比不同情况下的试验结果,指出...     

高速受电弓气动特性风洞试验研究

为掌握强横风作用下高速受电弓弓头抬升力、整弓气动力以及风致振动特性,在中航工业气动院FL-9开展风洞试验研究.试验风速为100～400 km/h,间隔50 km/h;侧偏角为0～30°间隔5°;测试了受电弓在不同状态下的气动力、弓头抬升力以及关键部件的振动加速度.通过对试验结果进行分析,给出了受电弓气动力、弓头抬升力、风致振动随风速、侧偏角、升降弓的变化规律.试验结果可为开展高速列车弓网关系研究、弓网匹配设计提供试验数据支撑.     

高速用铜镁合金接触线的研究

镁合金接触线近日研制成功，它可满足加大张力悬挂和京沪线３００ｋｍ／ｈ高速电气化铁路可靠受流要求，其主要机电性能正达到德国同类产品水平。这项研究是在钢铝接触线、铜银合金研制成功的基础上获得新的突破。     

高速铁路竖曲线地段接触线弛度设置的探讨

本文针对高速铁路竖曲线地段的接触线弛度的设置进行了探讨,并通过现场实测,在吊弦计算时确定出竖曲线凹凸区段接触线弛度预留的具体量值,以保证良好的弓网受流质量。     

高速铁路接触线静态气动力参数仿真计算研究与风洞试验

高铁接触线的静态气动力参数包括阻力系数、升力系数和转矩系数,是分析接触线在空气作用下振动、舞动等现象的重要参数。本文建立了高铁接触线的计算流体动力学模型,利用大涡模拟方法对接触线绕流流场进行数值模拟,计算接触线三分力系数,对升力系数进行频谱分析,分析漩涡脱落的主导频率。观察发现:接触线绕流呈现明显的三维特性,表现在接触线周围气流在三维空间上相互影响。同时,通过接触线三分力系数的风洞试验,将仿真结果与试验数据进行对比验证,分析仿真模型与试验数据的有效性,为进一步的仿真和工程研究奠下基础。     

高速铁路声屏障结构气动力测试方法初探

随着我国列车速度的不断提高,声屏障结构安全问题日益得到重视。为寻求声屏障的最佳设计方案,保障行车安全,本文在研究国外高速铁路声屏障气动力的测试方法和评价方式基础上,结合京滓城际铁路声屏障的结构形式,确定我国高速铁路声屏障结构气动力的试验方法。     

圆角矩形柱平均气动力特性的雷诺数效应试验研究

针对宽厚比为2、圆角率为0.3的矩形柱,采用刚性模型测压风洞试验的方法,在均匀流场中对其表面风压时程在不同雷诺数和不同风向角下进行了测试。分析了不同风向角下平均阻力系数、平均升力系数和平均风压系数随雷诺数的变化规律。结果表明,随着雷诺数的增大,平均阻力系数减小,平均升力系数会产生明显的跳跃现象。迎风侧角点的风吸力会在较高雷诺数时产生明显的突增现象,随着风向角的增大,突增幅度先增大后减小。     

侧风下列车气动力特性风洞试验的数值模拟

介绍了采用CFD模拟再现用于研究侧风场景典型风洞试验的工作进展。对非结构网格进行了RANS,对笛卡尔网格进行了LES,并研究了各种方法的适用性。     

车桥系统气动特性的节段模型风洞试验研究

侧向风作用下的车桥耦合振动分析需要考虑相互气动影响的车辆和桥梁各自的气动参数。为考虑车辆和桥梁的相互气动影响,在常规桥梁节段模型三分力测试装置的基础上研制了一种三分力分离装置———交叉滑槽系统。该系统利用环形滑槽和直线滑槽交叉点位置的变化来调整车辆和桥梁间的相对几何关系,并能实现车桥系统的同轴转动,从而方便地进行不同攻角情况下气动力的测试。利用交叉滑槽系统通过节段模型风洞试验对车桥系统的气动特性进行了多工况对比研究,讨论了车桥系统的雷诺数效应,分析了车桥间的相互气动作用,比较了车辆在桥上位置的影响。试验结果表明,基于交叉滑槽系统的节段模型风洞试验测试是可行的;车桥间的相互气动作用对车辆和桥梁的气动力有较明显的影响。     

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...     

自然风对高速磁浮列车气动特性的影响

基于可压缩黏性流体的N—S方程和k—ε两方程湍流模型,采用有限容积法对磁浮列车受自然风作用下的气动力特性进行计算分析,结果表明:自然风导致列车表面的压力分布发生变化,除了列车头、尾部压力峰值点发生偏移外,列车迎风侧面的压力随着自然风速的增加而增大,随着自然风与列车之间夹角的增大呈现先增大后减小的变化规律;列车受到气动升力、侧向力以及侧滚力矩、俯仰力矩和偏转力矩的作用也随着自然风与列车之间夹角的增大呈先增大后减小的变化规律,且在自然风向与列车运行方向垂直时达到最大,此时列车受到的气动力及力矩作用均随自然风速的增大而单调增加。     

强风地区高速铁路接触线预坡度探讨

强风地区高速铁路接触网尚无成熟运营经验,相应的接触网设计方案也在探索中.经过有限元分析发现,在侧向风吹时,接触线正反定位竖直方向呈现一定高差,甚至会出现一定位器向上抬升、相邻定位器向下抬升情况,由此产生了接触线坡度,进而影响了弓网受流质量.本文针对该情况提出了预坡度新概念,将因强风产生的接触线坡度降低了1/2.经过弓网...     

高速列车通过隧道时气动阻力特性的CFD仿真分析

基于可压缩流体的纳维—斯托克斯方程和RNG k-ε模型,以由头车、中间车和尾车3辆车编组的某高速列车1∶8风洞试验模型为研究对象,采用计算流体动力学软件(CFD),建立包括车体和走行部的三维非结构化列车表面离散网格模型和列车与隧道、列车与明线空间的组合计算网格模型,研究高速列车通过隧道时气动阻力的时变特性和规律.结果表明:高速列车在车尾刚进入隧道人口时其气动阻力达到最大值,为同样工况下明线运行时的2.5倍;高速列车完全进入隧道后,其气动阻力在一段时间内处于相对平稳期,为明线运行时的1.8倍;之后在隧道压力波的作用下,高速列车的气动阻力会发生准周期变化,变化幅度接近明线运行时的60％;在隧道长度大于高速列车长度的前提下,高速列车通过不同长度隧道时,其进入隧道时的气动阻力最大值均比较接近,而且在隧道内运行时的气动阻力变化特征和幅值也基本相同.     

柴油机中冷器试验台风洞气动问题研究

文章论述了扩容改建后的现柴油机中冷气试验台风洞电加热段的空气压力损失和空气流量测量段的流场情况。给出了柴油机中冷器空气压力损失系统及其相应的实际空气压力损失的计算方法。     

天兴洲公铁两用长江大桥气动参数风洞试验

采用几何缩尺比为1∶40的节段模型,进行天兴州公铁两用大桥气动参数的风洞试验,测量其主桁梁和列车的静力三分力系数、桁梁的气动导数。分析上、下游不同方向来流,桥上有无列车,列车不同位置和不同队列数等对桁梁和列车三分力系数的影响。在均匀流条件下,用自由振动法测量气动导数,采用加权整体最小二乘法对桁梁气动导数进行识别。分析表明:天兴州公铁两用大桥主梁断面具备气动稳定的必要条件;上游来流和下游来流的三分力系数差别不大,小攻角时差别更小;列车在下风侧时的桁梁三分力系数较列车在上风侧时大;列车在桥上运行时,会增大桁梁的升力系数和力矩系数,降低桁梁的阻力系数。     

活塞风对接触线气动性能的影响研究

借助流体动力学分析软件Star-CD,利用动网格技术,建立了不同车速下钝形和流线型列车通过隧道时的二维模型.分析了活塞风特性及其对接触网系统中接触线气动性能的影响情况.研究表明:在6m高的接触线处,钝形列车形成的活塞风v的最大值约为流线型的2倍,接触线受到向上的最大抬升力约为流线型的4倍;在其他条件相同时,列车速度每增加10m/s,接触线受到向上的最大抬升力增加约1倍.     

H型截面吊杆气动性能的风洞试验

通过节段的静力和弹簧悬挂动力试验,对H型吊杆的驰振和涡激振动性能进行分析。不做任何措施的H型吊杆在一定的风速下很容易发生驰振。腹板开孔的H型吊杆在横桥向来流时表现出涡激振动,开孔越大,涡激振动的振幅越小,方形孔比圆形孔要小,表明腹板开孔可以抑制该风向的涡激振动。在接近顺桥向来流的作用下,实腹和只在腹板开孔的吊杆在风速不高时表现为弛振。在翼板上加风嘴时,没有发现驰振,但横桥向来流时的涡激振动有较大增加。翼板上开孔能提高吊杆顺桥向来流的驰振临界风速,甚至杜绝该方向驰振的发生,且开孔越大效果越好。