电力机车变流柜冷却系统流量分配数值研究

为了保证机车变流器功率模块的正常工作,需要对流过功率模块的冷却液的流量进行研究。文章采用标准k-ε湍流模型对电力机车变流柜冷却系统的流量分配问题进行了三维数值模拟,讨论了总流量大小、主管出口形式、主管进出口位置和支管直径等因素对支管流量的影响。研究发现出口位置的布置对支管流量的分配影响较大,支管离主管出口位置越近,其流量最大;支管离主管进口位置较近时,其流量却有可能最小。此外随着主管总流量的增加和支管管径的增加,每根支管的流量不均匀性亦增加。此研究结果为合理布置功率模块提供一定的参考依据。     

微通道冷凝器在城市轨道交通车辆变频热泵空调上的应用

在城市轨道交通车辆变频热泵空调机组翅片管冷凝器的基础上,对微通道冷凝器的应用进行了研究。结果表明:采用微通道冷凝器,机组制冷剂充注量降低27.27%;同压缩机频率下,机组制冷量和能效比分别上升1.12%和5.73%,制热量和能效比分别下降20.46%和5.85%;微通道冷凝器结霜快而均匀,多次结、除霜后换热器边角处有积霜现象。     

均匀送风构件流量特性的模拟研究

地铁公共区空调系统的送风均匀性直接影响其舒适性,而传统的风量调节分配设计难以满足要求。设计一种新型嵌入式均匀送风构件的设计思路,即通过改变支管与主管的截面积比以实现风量按需分配。提出七种不同设计形式的风管构件,利用CFD技术对其内部流场进行了模拟研究,对速度分布、压力分布,压力损失以及流量分配进行了深入分析,确定了最佳的结构形式,并以此为依据研究了不同风速不同导流板转角下构件的流量特点。     

大断面小净距隧道断面优化及其设计参数研究

对于大跨度小净距隧道而言,合理扁平率及双洞间距的设计对于节约成本,提高隧道线形规划具有至关重要的作用,因此,优化大跨度小净距隧道的扁平率及其间距是隧道设计施工面临的关键问题。以某双洞8车道隧道施工为研究背景,通过数值模拟及理论分析,对断面优化及其设计参数进行了深入研究。研究结果表明:随着高宽比的增加,拱顶位移逐渐减少,水平收敛逐渐增大,在高宽比为2.0时达到理想状态,这个时候的拱顶位移和水平收敛基本相同,此时断面有利于开挖。当高宽比取理想高宽比2.0时,这时应力较均匀,是开挖的理想断面,同时考虑行车通行的建筑界限,取高宽比为0.6333是合理的。隧洞埋深对塑性半径和周边位移的影响极大;弹性范围内的支护阻力与隧洞变形成正比;塑性半径随着围岩强度的增加而减小。     

高速列车通过连通开孔隧道的气动特性数值仿真研究

为了减缓高速列车通过隧道引起的压力波动,研究了联络通道对高速列车通过隧道时压力波特性的影响.建立了3节编组高速列车数值仿真计算模型,基于三维非定常可压缩Navier-Stokes方程,以及k-ε方程湍流模型和滑移网格技术,数值模拟了高速列车通过联络通道时隧道的气动特性,研究了设置联络通道对隧道压力波的影响及不同的通道间距对隧道压力波动的影响.研究结果表明:与无联络通道隧道相比,列车通过连通开孔隧道的气动特性得到明显改善;通道对初始压力上升、下降的抑制效果更为明显,对膨胀波的抑制作用更为突出.联络通道的设置使隧道压力波的波形呈现局部锯齿状.     

大功率模块用水冷散热器的数值模拟与试验研究

通过数值模拟与试验研究相结合的方法,对某电力机车牵引变流器大功率模块水冷散热器的性能进行了研究。结果表明,不同的IGBT元件模型对散热器的温升及热阻计算影响较大,发热模块模型计算出的散热器最大热阻值与试验值最为接近,相差约6%;散热器的热阻随冷却液流量的增加而减小,但与模块功率的变化无明显的关系;压降随冷却液流量的增加而增加。     

双动力地铁打磨车牵引电机冷却风道流场仿真与结构优化

文章利用数值仿真的方法,对初步设计的牵引电机冷却风道内流场进行了分析,针对冷却风道出口流量分配不均匀的问题,提出了增加风道进口隔板的改进方法,并分析了隔板位置对出口流量分配的影响趋势,最终得到了隔板的最佳安装位置,实现了风道出口流量的均匀分配。同时,仿真得到了风道进口流量和静压的数值计算结果,为风机的选择提供了数据参考。     

城际车辆整车空调通风系统的仿真与试验研究

空调通风系统对城际车辆微风速、温湿度等产生重要影响,直接影响乘客的热舒适性。建立某城际车辆客室空调通风系统的三维全流场几何模型,将SIMPLE算法与Realizable k-ε湍流模型相结合,采用流量进出口边界,完成整车客室空间全流场仿真计算,通过试验测试验证仿真结果的准确性,并进一步对客室流场分布、微风速、速度场、温度场等进行深入分析。研究表明,整车客室空间内的流场及温度场分布整体较均匀,满足工程设计要求。     

国产地铁A型车空调系统风道的设计分析

介绍了地铁车辆空调风道设计的特殊性及国内地铁A型车空调的风道设计方法.利用静压腔原理设计的地铁A型车空调的送风道有效地解决了气流分配问题.并对主风道送风均匀性和客室内的气流分布进行了模拟.分析了地铁A型车空调系统风道在风量分配、均匀送风方面的优缺点,提出了在保温和消除噪声方面的措施.     

矿山法隧道近距侧穿保护性建筑的数值影响分析及保护研究

以某地铁车站换乘通道及矿山法隧道分别侧穿重点保护性建筑的工程为研究背景,采用数值模拟方法分析了隧道开挖对建筑的影响,并据此提出对邻近保护性建筑采取地面打设隔离桩基及隧道内注浆加固的综合保护措施。并基于加固措施,研究了两侧隧道开挖顺序对加固效果的影响。     

双层动车组客室-风道整体精细化建模仿真及优化研究

文章针对双层动车组客室内流场气流组织特性及设计难点,对客室-风道整体进行精细化建模,并评估了空调风道系统初始设计情况下的客室送风均匀性和气流组织特性,分析可优化的区域;基于分析结果,对双层动车组多层复杂风道结构内部进行了结构优化设计,并对风道优化后的双层动车组客室内流场气流组织特性进行仿真计算验证。结果表明：空调风道局部区域优化设计后,客室各风道的送风均匀性、客室区域微风速场及客室各层的风量分配都有改善,客室各层区域的送风量与设计目标理论风量更加接近。     

横风下高速列车非定常空气动力特性研究

通过大涡模拟(LES)数值计算方法,对均匀定常横风下高速列车的非定常空气动力特性进行了研究。计算得到横风下列车车体所受空气动力的时域及频域特性、列车周围非定常流动结构及相应非定常流场特性。对计算结果分析表明,即使在均匀定常横风下,列车所受空气动力也存在明显的非定常性。对于所研究车型,这种非定常空气动力的特征频率出现在11 Hz以下,并且主要峰值集中在0~3 Hz区间,这与列车系统本身的固有振动模态频率接近,存在横风引起列车系统共振,进而发生列车倾覆的可能;同时研究表明,横风下列车周围流场非定常特性与列车所受非定常空气动力特性在频域中存在对应关系,可以通过测量非定常流场确定列车非定常空气动力特性。     

城市轨道交通车站套管式地下换热器换热性能影响参数分析

套管式地下换热器的换热性能是限制地源热泵技术在城市轨道交通车站环控系统推广应用的难点之一。通过与室内模型试验结果进行对比，验证了套管式地下换热器换热过程数值计算模型结果的准确性；选取多个影响参数，采用该数值计算模型，计算得到了各参数值对套管式地下换热器换热性能的影响。设计了正交试验，分析了各影响参数的显著性水平。结果表明：提高回填材料导热系数和进水温度，增加地下换热器直径，均可提高单位井深换热量；提高土体初始温度、增加地下换热器地埋管长度，单位井深换热量呈下降趋势。土体初始温度和进水温度对单位井深换热量的影响最为显著，回填材料导热系数和地下换热器直径对单位井深换热量影响较为显著，地下换热器地埋管长度对单位井深换热量的影响较小。     

平原地区桥涵设计流量确定及桥位选择

半干旱平原地区宽浅性河流主河槽流量占比较小,河滩流量占比较大,上下游河道地形地貌及跨河建筑物的设置对交叉处设计流量影响较大,设计流量如何确定,河滩处的流量如何分配,桥位如何选择是设计工作中的难题.以某铁路跨越位于坝上草原的二道营河为例,提出考虑上游河道阻水及流量错峰折减的分析方法;以某铁路跨越位于坝上草原的葫芦河为例,...     

双层动车复合式冷却系统散热与噪声控制的优化研究

高速双层动车由于其内部空间紧凑以及元件的高功率化,冷却系统存在整体散热性能较差、噪声污染严重的问题。为此,通过冷却系统空气流场的数值模拟与试验研究,对其散热性能和噪声控制进行了优化。参照常用的冷却系统空气流道结构,基于双层动车复合式冷却系统的技术参数要求,对其尺寸进行了初步设计计算。分别采用多孔介质模型和多参考系(MRF)对复合式冷却系统换热器的芯体结构与旋风过滤器进行简化,并对其空气侧流场进行数值模拟。研究结果表明：风机入口处存在局部涡流,导致流体进入通风机的角度混乱,影响风机有效做功,在工作环境下系统风量(2.96 m3/s)远小于设计值(3.35 m3/s);同时局部涡流产生较大的气动噪声。此外,换热器入口的风速分布不均匀,导致系统冷却能力不足。针对上述问题,对空气流道结构进行了优化。调整了进、出口消声器的3个流道的流通面积,并在过渡段设置“喇叭型”导流结构来改善换热器进口处风速的均匀性;在冷却系统进、出口增加弧线型消声器能进一步降低噪声。结果表明：空气流道结构优化后水侧散热功率从33.18 kW增加到41.55 kW,油侧散热功率从157.82 kW增加到173.82 kW,系...     

天地一体化网络高铁专网业务分析与流量建模

网络流量特性与流量模型是网络规划设计、性能评价等的基础。文章致力于天地一体化网络业务分析与流量建模研究，在完成天地一体化网络高速铁路（简称：高铁）专网业务分析的基础上，抽象高铁专网流量类型、业务传输内容、报文到达间隔、报文长度等特征，构造高铁专网仿真流量数据集，分析其流量特性。针对高铁专网流量的自相似性、突发性及周期性，采用alpha-stable自相似模型进行高铁流量建模，通过Q-Q(Quantile-Quantile)图验证模型的可信度。研究结果表明，该模型能有效刻画高铁专网的流量特性。文章的研究成果可为流量预测模型设计与仿真、网络资源合理分配等提供依据。     

非对称环形通道对磁流变液减振器阻尼特性的影响

将磁流变液减振器的非对称环形阻尼通道分解为有限平行板微通道,按照磁路原理,研究各微通道中的磁感应强度与微通道间隙的理论关系;按照流体力学平板流动模型,建立微通道中磁流变液的准稳态流动微分方程并将其简化,利用双黏本构关系来描述磁流变液的流变学特性;依据非牛顿流体力学,得出微通道中流动磁流变液不滑动边界条件和流动相容条件;通过求解准稳态流动微分方程得出磁流变液在微通道中的流动速度分布;利用有限微通道叠加方法,导出磁流变液减振器阻尼力近似算法。制作具有20%偏心率的磁流变液减振器进行示功测试,实验数据与分析所得阻尼力吻合较好。结果表明,相同励磁条件下环形阻尼通道偏心距使磁流变液减振器阻尼力调节范围减小。     

聚氨酯固化道床烘干设备歧管出气不均匀性研究及改善措施

为了提高聚氨酯固化道床烘干设备的作业效率,基于计算流体力学理论,采用流体仿真软件分析气体在现有烘干设备出气管道中的流动特性,并分析在出气管道内部安装不同夹角、长度及安装高度的导流板对流场分布的影响。以降低歧管出气不均匀度为目标,利用正交优化法获得导流板参数的最优组合。结果表明:在出气管道内部安装夹角130°、长度240 mm、安装高度240 mm的导流板可有效解决歧管出口流量分配不均匀性问题,歧管出气不均匀度由原来的52. 1%降至10. 1%,提高了烘干设备的作业效率。     

椭圆双极线性聚能爆破成缝机理及结构优化研究

为了对椭圆双极性聚能爆破结构进行优化,采取理论分析和数值模拟的办法,分别在不同的外壳厚度(0.15,0.2和0.25 cm)和药型罩厚度(0.1,0.15和0.2 cm)以及炮孔直径影响下,开展岩体单孔爆破过程的数值模拟,研究爆生裂纹的萌生-开展-稳定的整个过程的演化规律.最后通过裂纹的开展分析椭圆双极性聚能药包聚能爆破的作用机理.研究结果表明:当外壳厚度取0.2 cm,药型罩厚度为0.15 cm时,椭圆双极性聚能药包聚能结构对于周围孔壁的爆破效果最好,形成的压碎槽呈现均匀稳定的锥形,极大的促进了聚能方向裂纹的扩展;当外壳厚度达到0.25 cm后,聚能方向聚集能量过大,形成的压碎槽呈方杵性,并不利于爆生气体进一步对聚能方向的裂纹产生张拉作用;当炮孔直径为42 mm,产生径向裂纹最长,聚能效果最佳.     

储能式四模块现代有轨电车高效能空调系统设计

储能式四模块现代有轨电车采用间歇式供电方式,储能电源连续工作时间长,充放电电流较大,散热问题突出。为有效解决其散热问题,在传统轨道交通空调系统技术方案的基础上,文章对变频、高压直流、空调系统减重、高效率微通道换热器、废排风二次利用及新风量调节等高效能技术进行了研究及应用,有效提高了储能式四模块现代有轨电车空调系统的能效比,降低了空调系统及整车能耗。