KZ4A型机车冷却塔风机内部流场数值模拟与改进设计

介绍CFD流体分析软件,对出口哈萨克斯坦的KZAA型机车冷却塔风机的内部流场进行三维数值模拟,并与试验数据对比.模拟结果与试验结果基本吻合,验证了三维数值模拟对于风机气动设计的可行性.     

电气化铁路强侧风条件下列车防风研究

针对新疆地区电气化铁路大风条件下的铁路列车安全进行初步研究。采用数值模拟计算方法,按列车空气动力学理论进行接触网、挡风墙及车辆受到大风空气动力影响的计算。用Fluent流场数值计算软件,按三维黏性流对各种工况接触网、挡风墙及车辆受到的大风空气动力影响分别进行数值模拟计算。根据仿真模拟计算结果,得出初步结论,并提出对于铁路防风工程设置的指导意义。     

列车交会压力波三维数值的计算

采用求解三维可压缩非定常N-S方程的方法，对列车交会问题进行数值模拟计算，该方法可以用于解决两会列车外形及运行速度完全不相同的流场数值计算情况，采用分区计算的方法解决同一流场区域内包含两相对运行列车的问题；用不断进行数据交换的方法解决列车与列车，列车与流场之间的相对运动问题；采用CAD技术生成网格，同类情况下计算结果与试验结果比较相差小于10%。     

高速列车车体传热系数数值计算分析

车体隔热性能是高速列车车体重要性能之一。利用CFD(计算流体动力学)数值模拟方法,分别采用二维截面法和三维部件法对某高速列车车体围护结构传热进行模拟,得到二维典型截面和三维典型部件的传热系数,经加权平均获得整车的车体传热系数。两种计算方法得到的车体传热系数相对误差仅为2.5%,在目前无法实现整车车体k值模拟计算的情况下,二维截面法和三维部件法都可以满足工程计算要求。与二维截面法相比,三维部件法建模速度快,更贴近实际车型,能更好地反映车体围护结构的薄弱环节。     

铁路框架桥纵横梁线路加固体系模型优化与结果评价标准研究

对静力计算的模型进行了优化,建立加入钢轨、纵梁及扣轨梁等纵向构件的三维模型,考虑了支撑加固体系的框构桥及开挖土体的影响;设置变化不同参数的多个工况,将优化模型与简化模型在各工况下的数值模拟结果进行比较与分析;综合考察相关规范及规定,从而建立评价纵横梁线路加固体系静力计算结果的标准。基于模拟计算的结果,分析了各工况下横梁的挠度和应力以及钢轨的挠度,并利用建立的评价标准进行评价。研究表明,优化模型能够较精确地模拟现场工况,使计算结果更加贴近真实值;利用建议的线路加固体系评价标准对计算结果进行评价,得到的结论将更加偏于安全。     

横风对篷布气动升力的影响

基于三维、不可压、定常Navier-Stokes方程和κ-ε双方程湍流模型,采用FLUENT流场计算软件,对横风作用下铁路货车D型篷布所受到的气动升力进行数值模拟计算.分析了列车速度和横风风速对篷布气动升力的影响,得出了篷布的气动升力与列车速度、横风风速之间的变化关系.研究结果表明:当横风风速一定时,气动升力随列车速度的增加而增大;当列车速度一定时,篷布所受到的气动升力近似与横风风速的平方成正比;数值计算结果与实车试验结果有较好的一致性.     

铁路轻型挖砟机改进设计及仿真分析

针对第1代挖砟机试验中出现的问题,进行挖砟机的改进设计。利用三维设计软件Pro/E建立挖砟机实体模型,并利用仿真软件ADAMS及ANSYS进行数值模拟计算。制造新样机并进行试验,结果表明,新样机能实现其基本功能,各改进措施效果明显,整机工作效率及可靠性较第1代挖砟机明显提高。     

多孔介质方法对铁路沿线沙障模拟的适用性分析

为模拟细孔透隙式铁路沙障的流场特征,鉴于此类模拟建模的困难性,采用CFD数值模拟程序,基于三维模拟的多孔介质条件对阻沙固沙网和防风沙直立栅栏的流场特征及压力变化进行模拟分析。通过边界条件和参数的合理控制得到:直立栅栏流场的数值模拟结果与风洞实验下的流场速度变化相似;由于栅栏的整流作用,在多孔介质模拟方法下沙障后出现明显的减速恢复区,并在其后逐渐恢复为与入口相同的风速廓线流;结合全断面PE网风洞试验,采用多孔介质模型可以得到与试验数据相吻合的模拟结果,且压降随入口速度的增加明显增大;由模拟结果可知,通过参数的合理控制,多孔介质方法可较好地反映此类沙障的流场变化。     

高速列车气动及声学行为的尺度效应研究

建立不同模型尺度的高速列车气动噪声数值计算模型,利用改进的延迟分离涡模拟方法(IDDES)和FW-H声学模型对高速列车近场流场和远场噪声进行数值模拟.通过风洞试验验证了本文数值计算方法的合理性.对比分析不同模型尺度下高速列车的气动力、流场结构、表面压力脉动以及远场噪声.结果表明:模型尺度对高速列车的气动行为和声学行为具...     

基于Fluent的6英寸晶闸管水冷散热器设计及优化

概述了6英寸晶闸管的水冷散热系统及模型,利用Fluent软件,采用有限元分析方法和标准k-ε湍流模型,通过求解三维N-S方程和三维温度场模型模拟了散热器的散热过程。仿真分析了散热器台面的温度分布、流场与流动阻力、功率和流量变化时对热阻和流阻的影响。提出了散热器的优化设计方案,进行了流动与传热模拟。通过与前期试验的对比分析可知,采用Fluent仿真软件能较真实地反映水冷散热器的散热过程及内部流体的复杂流动过程,可为散热器的设计及改进提供理论依据。     

变流器水冷管道内汽蚀条件的计算流体动力学分析

从流体动力学理论出发,对汽蚀现象的产生机理等进行了分析。在此基础上,以变流器水冷系统管道中存在变截面的90°弯头段为例,建立三维模型,采用Realizable k-湍流模型并借助SIMPLE算法对管件内的流体运动进行CFD（计算流体动力学）数值模拟。通过对模拟结果进行分析发现：当截面平均速度保持在2.38 m/s以下时,管道内部理论上不会形成汽蚀;当速度高于3.1 m/s时,流体的压力将低于空气析出压力,溶解在流体中的气体便会迅速析出,使管道系统中存在极大的汽蚀隐患。     

列控中心仿真测试技术的发展与应用

列控中心仿真测试是确保CTCS系统安全的一项重要内容。介绍了列控中心仿真测试的意义和内容;描述了国内外铁路列控系统仿真的发展历程和研究现状;对目前国内几种主要的仿真测试模型或系统作了简介;最后还指出了当前列控中心仿真研究存在的一些不足之处。     

基于NURBS理论的列车曲面优化方法

在CATIA软件环境中应用NURBS理论完成对CRH1A型动车组三维曲面的建模,使用ICEM CFD软件生成网格,再使用FLUENT软件对其外部流场进行数值计算,分析CRH1A型动车组气动特性后,发现其驾驶室由于曲率过大等因素引起的阻力大、尾流紊乱程度大等问题,因此采用传统的建模方法重新设计列车流线型外形并进行相应的气动特性计算与分析。对照后得出两者的空气阻力头尾车受到的空气阻力所占比例最大,整列列车空气总阻力主要表现为空气压差阻力,重新设计后的列车空气阻力相比CRH1A减小了12.16%。最后比较分析了两种建模方法各自的优缺点,并且提出了根据模型曲面复杂程度选择建模方法的一般性原则。     

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。     

空气动力作用对高速受电弓受流特性影响研究

从空气动力学角度出发,分析高速弓网受流稳定性。利用三维建模软件UG,建立了高速受电弓的几何模型,将受电弓的几何模型导入流体力学计算软件STAR-CCM＋,采用紊流模型对受电弓在开放空间的空气动力学性能进行了仿真,研究了高速350km/h下风阻对弓网之间抬升力、受电弓弓头和杆件的影响情况,为进一步研究高速受电弓参数和受流性能提供了仿真手段和理论研究基础。     

高速动车组新风系统优化

采用数值模拟和实车试验的方法,分析了列车运行时车辆端部风挡区域的压力变化及流场分布情况;将CRH2-300动车组纸滤结构进风口改为端部进新风装置,并对2种新风结构的风量、进风阻力和端部新风系统的动静态新风最、客室含尘量进行了测试;从风量、进风阻力、维护工作量、运营成本等方面对比发现端部新风系统明显好于纸滤结构,最终确定并优化了端部新风系统.     

城轨牵引系统半实物仿真与应用

文章基于dSPACE的实时仿真器构建了一套传动控制单元半实物仿真及测试系统,并在城轨牵引系统半实物仿真中得到了应用。针对各种实际工况,对现场真实牵引控制器进行了实时仿真测试及验证,仿真测试结果证明了仿真系统和模型的有效性,为产品现场验证、故障再现和回归测试提供了完善的软硬件平台,也为产品软件和硬件预研开发提供了便利环境。     

基于离散元理论的粗粒土三轴试验细观模拟

基于三维离散元颗粒流理论,综合考虑颗粒间黏结力,确定颗粒接触本构关系,建立有黏结材料工程性质的数值仿真模型,实现对粗粒土工程力学特性的模拟。根据某粗粒土室内三轴试验结果和大量数值试验,对颗粒流数值模型进行标定,精确再现室内试验的加载曲线。基于标定后的颗粒流模型,针对不同的试样加载过程,分析不同应力路径下的力学响应。通过对颗粒流试样细观参数的进一步分析,研究试样的颗粒间的摩擦系数、细观连接强度以及孔隙率对宏观力学特性的影响。揭示模型细观参数对宏观力学响应的影响,研究结果表明：通过控制细观参数可实现对宏观力学响应的调整,并据此给出细观参数选取的若干建议,为今后的颗粒流模拟试验提供参考。