MLX01磁悬浮列车横风气动力特性数值分析

基于二维定常不可压缩N-S方程和κ-ε两方程湍流模型,采用有限容积法对MLX01型磁悬浮列车在横风作用下的气动力特性进行了详细的数值计算,得到了列车在不同运行工况下受到的侧向力、升力和倾覆力矩变化规律;深入探讨了自然风速分布和列车运行速度对磁悬浮列车横风气动力特性的影响。     

中低速磁浮交通线路最大横坡角的合理取值

结合中低速磁浮列车的技术特点,分别从安全性和舒适性两方面来探讨中低速磁浮线路的最大横坡角取值问题。在安全性方面,通过对电磁导向力以及风荷载的计算,分析不同半径和风级下的最大横坡角的取值;在舒适性方面,通过与现有轨道交通系统和与高速磁浮系统的标准对比,给出舒适条件下最大横坡角的合理取值。分析结果表明,中低速磁浮交通线路的最大横坡角由舒适性条件确定,建议中低速磁浮交通线路的最大横坡角一般条件下不超过8°,困难条件下不超过10°。     

横风对列车通过曲线限制速度影响的数值研究

在简化列车外形的情况下,针对列车在不同风速下的气动力进行计算.为计算气动力,将三维雷诺平均N-S方程(RANS)结合k-ε湍流模型,用有限体积法将控制方程离散求解.用SIMPLE法耦合压力-速度场.在得出气动力的基础上,使用本文推导的横风作用下列车通过曲线轨道的限制速度公式,分析了气动升力、气动阻力对限制速度的影响.模拟计算结果显示,增大列车运行速度或横风速度都会增大列车的气动升力和气动阻力,并使之呈非线性增大的趋势.列车在高速、大横风情况下运行,以上2种非线性风险的影响使行车的安全性受到严重的威胁.升力的作用一般使列车通过曲线轨道的限制速度降低,而阻力对限制速度的影响主要取决于风向.     

高速磁悬浮列车纵向及垂向气动力数值分析

采用数值分析的方法研究高速磁悬浮列车在纵向风作用下所受气动力和力矩。利用三维粘性定常不可压缩Navier Stokes方程,k～ε两方程紊流模型,采用有限体积法计算高速磁悬浮列车在不同运行速度条件下20个工况点的气动阻力,升力和俯仰力矩;分析了车下空气隙尺寸对上述气动力的影响,并与轮轨型列车的气动力特征作了比较。计算结果表明,车下空气隙的大小对列车运行的空气阻力只有微小的影响,但对气动升力的影响较大;随着车速的提高,气动阻力、升力和俯仰力矩均有较大幅度提高,不同的计算模型其提高幅度是不一样的。     

基于标准研究横风下车辆运行安全性简化方法

为了探究一种分析车辆在横风作用下运行安全性的简化方法。基于标准EN14067-6中简化三质量模型和气动系数的预测公式,编制Matlab程序绘制国内某速度160 km/h动力车的风特性表,对该动力车在横风作用下运行安全性做出评估。三质量模型力矩平衡公式表明若未平衡力方向和横风风向同向,车辆运行时更容易被倾覆;由风特性表可知,该动力车在横风风速为33 m/s作用下,车辆不受未平衡力时,安全运行速度可达到200 km/h。因此该动力车过曲线遇到恶劣的横风时,应及时调整车辆运行速度到均衡速度附近,可以保证运行安全。利用三质量模型力矩平衡公式和预测公式可以简化地评价车辆在横风作用下的运行安全性。     

横风对液力传动动车直线运行性能的影响

根据电动车组气动特性的试验研究结果，导出了液力传动动车组中动车受横风作用时所受到的气动升力、侧力和侧翻力矩，并对动车受横风作用时的直线运行性能进行了动力学分析。分析结果表明，迎风侧车轮减载是影响动车安全运行的重要因素，动车在常值侧风工况下运行速度不应超过140km／h，在阵风工况则应低速运行。     

唐山中低速磁悬浮列车试验线牵引供电系统

为进行中低速磁悬浮列车的各项功能试验,在唐山修建了1.5 km的试验线.根据试验线系统的特点,阐述了其牵引供电系统供电电压制式的选择,牵引变电所的主接线、设计原则、负荷容量的计算方法及主要电气设备.通过设计和试验,掌握了中低速磁悬浮列车牵引变电系统的设计要求及设备选型原则.     

高速列车受电弓非定常气动特性研究

受电弓系统的受流特性对高速列车的安全运行至关重要,受电弓的非定常气动特性严重影响受电弓系统的受流状态.本文采用脱体涡模拟(DES),对高速列车受电弓的非定常气动特性进行深入研究.研究表明:受电弓脱体涡的强度、脱落频率对受电弓气动升力系数影响很大.无横风条件下,受电弓受到的升力为负升力,列车运行速度为350 km/h时,其升力的波动幅度达110％,速度增加,其波动幅度增大,频率增大,受电弓的横向受力很小;横风条件下,受电弓的升力振动频率与无横风时有很大不同,升力系数变比不大,侧向力随横风速度的增大而增大.研究结果为高速受电弓的优化设计提供了依据.     

基于GPRS与WLAN的中低速磁悬浮列车信息无线传输系统

介绍了唐山中低速磁悬浮列车信息无线传输系统的设计思路及系统组成.根据实际的需求,中低速磁悬浮列车信息无线传输系统选择2种通信方式:GPRS方式完成磁悬浮列车运行状态的远程实时监视,WLAN方式完成磁悬浮列车故障数据的车地传输.     

中低速磁悬浮列车运行电磁环境的分析

采用电磁场有限元法对悬浮电磁铁和直线牵引电机的泄漏磁场分布进行仿真计算,并将计算结果与中国科学院电工所对CMS04型中低速磁悬浮列车电磁辐射现场测试报告进行详实的比较分析,从而证明了中低速磁悬浮列车交通系统是一种电磁环境良好的绿色城市轨道交通系统。