车身外流场数值模拟

对某轿车车身的外流场进行了数值模拟,并分析了后风窗斜度对车身空气动力性能的影响.采用Hypermesh得到高质量的流场计算网格,运用Fluent求解计算,得到流场的CFD分析数据.利用HyperMorph实现车身网格的变形,在此基础上分析后风窗斜度对车身空气动力性能的影响.结果表明,小斜背的阻力系数较小;不是所有斜背汽...     

磁浮列车直线电机边缘效应的计算方法与分析

通过对直线电机边缘效应的计算分析，探讨了相关多数之间的作用规律，为有效地利用和控制这些多数的影响，实现磁浮列车直线电机的优化设计提供了依据，文中给出的边缘效应计算曲线，对磁浮列车直线电机的设计计算具有参考价值。     

磁浮列车明线交会横向振动分析

为了研究气动力对磁浮列车运行稳定性的影响, 以上海磁浮列车为研究对象, 采用动网格技术, 通过求解三维可压缩非定常N S方程对磁悬浮列车在相对速度860 km/h交会时的气动力进行数值模拟; 同时将车体、悬浮架作为弹性体, 悬挂系统作为弹簧阻尼单元, 建立了详细的系统动力学模型, 对考虑列车交会瞬态压力冲击作用下的高速磁浮列车进行了横向振动分析。计算结果表明, 流场数值计算出的最大压力波幅值与实车试验结果两者差距小于6%;仅考虑轨道不平顺时, 磁浮列车的横向振动较小, 而在考虑磁浮列车高速运行时产生的交会压力波的情况下, 车体却产生了较大的横向振动, 底架最大横向加速度达1 5 m/s2, 经过二系悬挂的缓冲作用后振动明显减小, 悬浮架最大横向振动加速度约为0 7 m/s2。     

磁悬浮列车横风稳定性的数值分析

利用二维定常不可压缩Navier-Stokes方程、K-E两方程紊流模型,采用有限体积法分析计算了不同车轨结构的磁浮列车横风稳定性,并与轮轨型列车的横风稳定性作了比较。数值分析结果表明,在横向风的作用下,轮轨型列车的横向稳定性优于磁浮列车,而吸力型磁浮列车的横向稳定性又优于U型线路斥力型磁浮列车。     

基于Swift的汽车外流场三维数值模拟

利用计算流体力学（CFD）方法,借助仿真模拟软件Swift对高速轿车外流场进行数值计算,得到轿车三维速度矢量分布图和纵向对称面内的压力系数分布图,并将计算结果与其他软件的计算结果进行对比,结果吻合较好。     

两列车在隧道中交会期间的压力瞬变的数值计算

以一维可压缩不稳定等熵流理论为基础提出了一个种适用范围较为广泛的计算会车期间压力瞬变的方法。建立了模拟会车期间流动的边界条件方程,提出了一种新的跟踪列车运动的网格系统。通过与实测的会一期间压力瞬变曲线对比,验证了本文中提出了的方法。并对会车期间的压力瞬变的特征进行了讨论和分析。     

计算区域尺寸对列车绕流数值模拟的影响

对于列车绕流数值模拟而言,其计算区域越大,边界条件对计算结果的影响越小,但过大的计算区域会导致计算工作量和计算时间的增加,因此,计算区域尺寸的选取是列车绕流数值模拟的关键之一。通过建立12种不同尺寸的计算区域模型,结合数值模拟方法,研究其对列车压力分布特征及气动性能的影响。研究结果表明:数值计算仿真得到的气动力系数与风洞试验得到的气动力系数的误差4%;当计算区域上游高度≥8倍特征高度时,头车鼻尖驻点压力系数基本稳定在1.0左右。通过对比不同大小计算区域的计算结果可知,流线型高速列车绕流数值仿真的推荐采用最小计算区域尺寸为:高度方向为12倍特征高度,宽度方向为24倍特征高度,长度方向上游为12倍特征高度,下游方向为24倍特征高度。     

隧道射流通风流场数值的计算方法

探讨了在隧道射流通风流场的研究中，应用紊流数值模拟的可行性和方法，分析了有限元法和有限差分法的各自特点，给出了有限元方法计算的工程实例。     

高速磁浮列车气动阻力性能数值模拟与参数化评估

基于粘性流体力学理论, 按三维可压缩粘性流对具有流线型头部形状的TR08列车以及通过变化流线型头部纵剖面高度或流线型头部长度设计出的4种新头型列车的周围流场进行了数值模拟。为评估不同流线型头部外形的气动阻力性能, 定义了表示其形状特征的整体长细比作为评估依据, 综合考虑了流线型头部水平投影形状和纵向对称面投影形状对气动阻力性能的影响。通过对5种不同头型列车的模拟结果进行对比分析, 得出了流线型头部外形对气动阻力性能影响的规律: 随着流线型头部长度增加, 气动阻力降低, 而中间车阻力变化不大; 在头部流线型长度相当的情况下, 纵剖面轮廓线上凸的头车气动阻力比下凹的小, 而尾车气动阻力大。计算得到的不同流线型列车的整体长细比大小排序与其气动阻力系数排序完全一致。分析结果表明, 增加流线型头部长度是减小气动阻力的有效途径; 整体长细比能较好地反映流线型头部对列车气动阻力性能的影响。     

电磁型高速磁浮列车直线发电机电动势计算

为解决高速电磁型高速磁浮车辆供电问题，推导了直线发电机线圈自感及互感位置函数．用有限元法计算有关参数，并通过模拟列车运行情况下直线发电机线圈、长定子同步电动机绕组和悬浮电磁铁励磁线圈的工作状况分析所得数据，推导出各位置函数的表达式和直线发电机电动势通式．当列车速度为100和150km/h时，计算值与实验结果相比误差小于7％．     

高速磁浮车辆引起地面振动的数值分析

为预测高速磁浮列车引起的地面振动响应及其衰减规律,建立了高速磁浮车桥相互作用模型和磁浮线路桩基基础有限元模型,将磁浮车桥系统动力学仿真获得的车辆动态荷载输入基础有限元模型,计算了高速磁浮车辆引起的地面振动响应.计算结果表明:磁浮车辆引起地面振动响应的衰减规律与轮轨交通车辆的衰减规律基本一致,但在距离线路中心25 m左右没有反弹区;行车速度对磁浮线路地面振动的影响较大,当时速由125 km/h提高到430 km/h时,相同观察点处地面振动级增大约10 dB.     

磁浮列车系统动力特性及耦合振动试验研究

结合比例模型的动力试验,系统地描述了磁浮列车系统各子结构的自振特性,在悬浮和行驶状态下结构动态响应,悬浮模块之间的相关特性以及气隙变化,对系统各子结构的耦合振动问题及其起因进行分析,并对如何减小结构响应、控制耦合振动提出解决方法。     

列车动力学的非线性数值分析方法

列车动力学方程是个复杂非线性方程,必须采用数值积分方法求解。本 文从工程实用的观点出发,提供了二类简单有效的数值积分方法—Ne物ark显式积分法及其显一隐式预刚一校正积分法。这类积分方法,积 分过程简捷,.程序编制容易;由于积分过程中无须求解高阶线性代数方 程组,这就显著地提高了积分速度,并有效地节约了计算内存,从而在 普通微机上实现了对大型列车动力学问题的模拟分析。 文中建议了一种判定工程实际问题之非线性数值积分稳定性的实用办 法,并成协地应用子重载列车动力学分析石在此基拙上进一步实现了变 步长积分计算,大大提高了计算速度。通过算例校验及与试验结果的对 照,证实了方法的非线性数值分析有效性。      

高速磁浮列车对轨道的动力作用及其与轮轨高速铁路的比较

研究了现有文献关于高速列车动力学方面的论述, 就高速磁浮列车对轨道的动力作用及其与轮轨高速铁路的比较展开讨论。得到的主要结论是: 地面高速轨道交通应以300 km/h左右的轮轨高速铁路为主体; 在需要400~ 600 km/h超高速的特定条件下, 也可以采用磁浮高速列车, 作为一种补充。因此, 一方面要积极修建上海浦东机场高速磁浮试验线, 一方面要尽早启动京沪轮轨高速铁路的建设。     

Pressure Distribution Characters of Flow Field around High-Speed Train

Based on incompressible viscous fluid Navier-Stokes equation and k-ε 2-equationsturbulent model, an investigation on 3D turbulent flow field around four kinds of train models has been made by finite element method. From the calculation, the pressure distribution characters of flow field around high-speed trains have been obtained. It is significant for strength design of the high-speed train body, for resisting wind design of the facilities beside the high-speed railways and for determining the aerodynamic force of induced air to the human body near the railways.     

高速磁悬浮列车运行控制与传统轮轨列车运行控制的比较

高速磁悬浮列车利用交流直线电机原理进行地面驱动,它的运行由地面的运行控制系统进行控制.该系统比传统列车控制系统在组成和功能上更加复杂并且有更高的要求.本文对两个系统进行了比较,指出了它们的异同点.     

高速列车优化外形的数值分析

本文利用作者博士研究生期间提出的三维钝体湍流绕流数值计算方法和计算程序，在国内首次对高速列车头型及车体横截面优化进行数值模拟研究，了解流线型头型各几何参数与形阻关系以及横截面各几何参数对横风下列车稳定性、安全性的影响。为京沪线高速列车推荐出综合考虑气动阻力、压力波特性的最佳头型，计算结果与西南交通大学ＸＮＪＤ－１风洞试验结果吻合很好。     

固定车组重量分组列车集结特性研究0

货车集结过程的占用时间构成其在站停留时间的主要部分,其耗费是编组计 划优化的重要参数,对其规律研究具有现实意义.固定车组重量分组列车的集结过程构成 两个相互关联的成批到达、成批瞬时服务的排队系统.首先根据车流到达的不确定性,将 基本组和补轴组两个去向到达批中的车数和间隔时间都视为随机变量,假定二者分别服 从泊松分布和指数分布且相互独立;然后应用随机过程理论和数值计算方法量化测度.结 果表明：平均集结批次与固定重量正相关、与到达强度负相关,可由二者比值近似估计; 平均集结占用时间都与固定重量和到达间隔时间正相关、与到达强度负相关,可由固定 重量与车流频率的比值近似估计;集结占用时间越长,总集结耗费越大,且附加耗费所占 比例也越大.     

高速列车侧风效应的数值模拟

在侧风作用下,高速列车的空气动力学性能发生显著改变．基于三维定常可压缩流动的N-S方程,采用SST k-ω两方程湍流模型和有限体积法,对某型高速列车以350km／h的速度在25m／s侧风环境中运行的流场结构和气动力进行了数值模拟计算,分析了不同风向角的侧风对列车全车,以及受电弓、转向架和风挡等局部区域的作用．结果表明：在侧风作用下,列车的周围包括转向架处均产生复杂的涡流,压力分布十分复杂,转向架对流场的影响不容忽视;随着风向角（0～90°）的增大,侧向力系数及倾覆力矩系数也增大,列车倾覆及脱轨的风险性增加,且头车的倾覆力矩系数远大于中间车和尾车的倾覆力矩系数,应注重对头车的气动性能研究．