高速列车车体传热系数模拟计算

以往的铁道客车车体传热系数的计算都只是对车体结构的导热热阻进行分析和计算,在涉及对流换热和辐射换热时只能采用经验数据.文章采用CFD方法模拟高速列车车体传热系数的试验工况,以再现高速列车车体传热系数试验时的导热、对流换热和辐射换热过程,因而模拟计算结果比较准确.     

基于SiPESC-HiPEM的高速列车车体随机振动响应分析

轨道不平顺是高速列车振动的主要激励源,其激起的列车系统振动具有典型的随机振动行为,其对列车运行的安全性、平顺性具有重要影响。针对此问题,利用虚拟激励法为核心算法的SiPESC-HiPEM计算百万自由度复杂三维车体弹性体的随机振动响应,并根据振动响应结果及疲劳累积损伤理论计算车体的疲劳寿命,其高效、精确的特点为高速列车动力学设计、性能预测提供了有效手段。     

单轨列车车体隔热壁传热系数计算

为使客车车厢的温度保持在一定的范围内,除了安装制冷和加热设备外,还应要求车体具有一定的隔热性能.以重庆轨道交通2号线列车为模型,计算了该车的整车平均传热系数,为车辆设计中计算车体传热系数提供参考.     

青藏铁路空调列车车体围护结构非稳定传热分析

考虑青藏铁路沿线的特殊气候条件及运行列车车体围护结构的热惰性,利用非稳定传热理论编程计算列车运行中车内外相关参数及车体围护结构的传热量,并与不同计算基准温度下稳定传热计算结果进行比对.对青藏铁路,太阳辐射对车体围护结构外表综合温度影响显著,而且不同车次各朝向的车体围护结构外表综合温度波的变化趋势差异较大,这主要是由于车体不同部位在不同时刻接受到的太阳辐射强度不同;对青藏铁路绝大部分区段,用非稳定传热计算方法所得到的车体围护结构传热量均大于同样计算条件下用稳定传热计算方法得出的结果,说明原设计中采用稳定传热计算方法按照设计日最高温度确定的车体围护结构传热最冷负荷偏小,这虽然有利于空调制冷节能,但却增大了供暖能耗.采用非稳定计算方法分析车体围护结构传热,可为列车空调制冷系统的运行调节、改进供氧系统与空调系统的协作方式以及能耗分析、提高青藏铁路列车车内环境参数的控制精度提供更准确的依据.     

高速列车空气动力学数值计算

简述了高速列车空气动力学计算机数值计算方法及软件，对目前高速列车气动性能进行计算，优化车体外形及部件结构位置的合理性。     

基于虚拟激励法的高速列车弹性车体随机振动分析

高速列车车体弹性体随机振动分析在车体动力行为预测中具有核心位置。现基于随机振动虚拟激励法的基本原理,建立了应用商业有限元程序简谐分析功能模块进行车体弹性体随机振动分析的计算方法。数值算例中以某高速列车车体弹性体为例,借助于Ansys谐振响应分析模块进行了车体随机振动仿真,结果表明提出方法的有效性。     

高速列车车体强度计算方法对比分析

分析国内外高速列车车体强度规范中的计算方法,以国内某型高速列车车体强度计算为例,分别采用日本、欧洲以及我国的高速列车车体强度设计规范中的计算方法,对车体强度进行计算和对比分析,并提出了一套关于车体强度评定的工程方法,为车体结构设计和强度分析提供了可靠的理论依据。结果表明:3种规范下计算得到的车体满足强度要求;欧洲设计规范考虑的载荷较为全面,我国的车体强度计算方法计算出的安全系数较大,更为保守。     

列车高速通过站台时的流固耦合振动研究

采用计算流体动力学(CFD)和多体动力学相结合的方法研究列车高速通过站台时的风致振动及安全问题。应用有限体积法和滑移网格模拟计算方法,通过求解三维瞬态可压缩N—S方程获取列车通过站台的气动力。运用Simpack软件建立3辆编组的动车组动力学模型,轨道不平顺条件选用美国六级谱,并将用CFD得到的气动力作为激励输入动车组动力学模型,对列车高速通过站台时的气动行为进行仿真计算,得到列车高速通过站台时的振动时程曲线。计算结果表明,列车高速通过站台时,在气动力作用下3辆车均不同程度向站台靠近,且尾车的尾部向站台靠近的距离最大,达到19mm;头车向站台靠近主要是由车体的摇头运动所致,中间车向站台靠近是由车体的横向摆动所致,而尾车向站台靠拢则是由车体的横摆运动和摇头运动共同作用所致。     

横通道对缓解隧道瞬变压力的研究

利用三维、可压缩、非定常的N-S方程和k-ε双方程湍流模型,采用有限体积法对两单线隧道之间的横通道缓解隧道内瞬变压力的影响进行了数值模拟,得到了当高速列车通过有无横通道的隧道时隧道壁面及车体表面测点的瞬变压力时间历程及其变化幅值。计算结果表明:(1)设置横通道可以有效缓解高速列车通过隧道时引起的瞬变压力;对于靠近横通道位置处的隧道壁面测点,横通道的设置可以使其压力变化幅值降低37%左右,同时可使车体表面测点的瞬变压力幅值降低30%多;(2)相同截面面积、不同截面形状的横通道,缓解效果基本相同;(3)针对参数确定的隧道,存在最佳横通道截面积值,使其缓解隧道内瞬变压力的效果最佳。     

高速综合检测列车头车气密性评估

以高速综合检测列车头车为研究对象,根据车体上不同类型的开孔型式所采取的不同密封方式,研制了1台可以对不同密封开孔进行试验的设备,并根据试验数据以及气密性评估方法对高速综合检测列车车体密封进行了评估.车体气密性评估表明:通过测试压力变化可得到不同开孔部位和整车的允许泄漏面积;高速综合检测列车头车的气密性符合相关标准要求.     

软弱围岩隧道CD法和台阶法施工力学行为分析

为分析软弱围岩隧道在不同开挖方法过程中稳定性以及拱顶沉降变化规律,以某隧道工程实例为背景,借助有限差分软件FLAC~(3D)数值模拟并和实际监测数据对比分析,研究软弱围岩隧道在CD法和台阶法两种不同开挖方法施工过程中围岩变形、应力变化和围岩塑性区分布规律。实际监测数据和模拟计算结果均表明,采用CD法开挖断面关键点位移和应力明显小于台阶法,随开挖步影响范围也比台阶法要小。总之CD法较台阶法能更好控制围岩变形和应力发展,塑性区分布范围也明显小于台阶法。     

铁路地形建模三维可视化研究

铁路运行工况三维可视化研究是铁路建设的一个重要课题,也是铁路地理信息系统(RGIS)的重要组成部分.建立真实反映地形地貌的三维实体模型是此课题研究的基础.从实际工程背景出发,提出了地形建模的"顶点后处理法",即通过MATLAB与C/C++语言的接口,进行地形表面数据点特定处理,并与OpenGL相结合,建立三维地形模型.实例证明,此方法简单、方便和有效.     

夏呀河多级滑坡三维稳定性模拟分析研究

研究目的:为了再现夏呀河滑坡滑动过程及其形成,对夏呀河滑坡进行三维地质模拟计算分析并与采用基于蒙特卡罗法的多级黄土滑坡可靠性分析结果进行对比研究.研究结论:研究结果表明:天然状态下,模拟计算的1、2、3、4级滑面的安全系数分别为1.27、1.30、1.56和1.73,说明在给定的滑动面空间形态和天然状态各岩土力学参数条件下,4个滑面都不会出现失稳现象;当岩土参数按照饱和状态参数模拟计算的1、2、3、4级滑面的安全系数分别为0.96、1.15、1.48和1.60,若将安全系数fs=1.2作为临界值,则在饱和状态下,1级滑面出现明显的失稳现象,2级滑面安全系数为1.15,处在失稳的边缘,3、4级滑面安全系数大于1.2,处于稳定状态.与采用基于蒙特卡罗法的多级黄土滑坡可靠性分析的结果基本一致.     

铁路工程地质BIM技术方法研究

工程地质专业作为各个设计专业的基础,可为智能铁路设计提供基础地质数据。但三维地质建模技术在类似轨道交通和公路、铁路等线性工程方面尚不成熟。基于京张高铁项目,采用地层面剖切法、横向拟合拉伸方法、三棱柱法分别对地质体进行建模,并总结出了适用于铁路工程的BIM三维地质建模方法。     

基于三维谱回归的有效三维人脸识别算法

提出一种结合预处理和三维谱回归(3DSR)方法进行三维人脸识别的算法框架,提取有效的判别特征来克服3D人脸图像中一些尚未解决的问题,如噪声、表情和姿态等的影响。首先通过预处理步骤,从输入的人脸图像提取面部区域进行三维数据的匹配,克服大姿态变化的影响并且有效地提高了整个3D人脸识别性能。为处理大的表情变化和数据噪声,引入谱回归的概念,改进的三维谱回归方法可以充分利用局部统计信息的鲁棒性和有效性,并避免通常方法中密集矩阵的特征分解问题,降低了计算复杂度。实验中使用包含大姿态和表情变化的CASIA三维人脸数据库。实验结果显示算法有效、鲁棒、通用性强。     

盾构管片模具三维激光扫描检测关键技术

目前盾构管片模具主要采用传统的人工和激光跟踪测量技术进行检测,存在检测点位少,精度低等缺点,不能很好地指导管片模具的修复工作,直接影响到管片尺寸的生产精度,易造成盾构隧道管片破损、开裂及渗漏水等现象,为后期的运营埋下了安全隐患。宁波市轨道交通利用三维激光扫描技术对管片模具进行检测,通过理论分析、现场试验及数据分析,确定了点云数据的拼接方式、扫描分辨率、基准模型及模型对齐的方式,成功克服了现有的管片模具检测中存在的测量点位少、精度低等缺点,实现了对管片模具的全方位检测,大大提高了管片模具的检测精度。同时在参考现有规范及经验的基础上,制定出了盾构管片模具三维激光扫描检测标准,很好地指导了管片模具的修复工作,提高了盾构管片尺寸的生产精度,确保盾构隧道的施工质量。     

敏感环境下深基坑的设计与三维数值分析

研究目的:基坑工程开挖深度和规模越来越大,以及周边越来越复杂敏感的环境条件,给基坑工程的设计施工提出了更严格的变形控制要求,因此对基坑及周边环境变形的预测非常重要。研究结论:详细阐述了上海软土地区一邻近多幢6层砖混结构住宅的深基坑工程支护设计方案及周边环境保护的技术措施。通过PLAXIS 3D Foundation软件建立三维有限元模型模拟了基坑开挖对邻近住宅的影响,与实测数据的对比表明,围护体变形和邻近住宅的沉降计算值与实测值较吻合,建立的模型和采用的分析方法可以较有效地预测基坑开挖对周边环境的影响,为设计和施工提供了重要依据。     

地铁隧道暗挖施工引起的桥桩基础变形规律与控制技术

以西安地铁3号线通化门站—胡家庙站区间侧穿长乐桥为工程背景,通过FLAC3D模拟计算,对比分析CRD(交叉中隔墙加台阶)法和台阶法施工对长乐桥桩基变形的影响。CRD法施工对长乐桥桩基变形的影响小于台阶法,故该区间侧穿长乐桥应该采用CRD法施工。长乐桥桩基采取袖阀管注浆加固后,通过现场变形监测反馈,长乐桥桩基变形在可控范围内,可确保地铁施工期间长乐桥的安全使用。验证了袖阀管注浆参数的合理性,研究结果可为类似工程提供参考。     

铁路线路三维景观动态仿真系统中纹理的应用

介绍了0penGL中纹理贴图技术的基本概念、性质,结合在铁路线路三维景观动态仿真系统的具体应用,深入剖析了纹理贴图在生成高逼真度的三维模型时的应用方法及技术特点.     

高水压隧道渗流场分布的复变函数解析解

研究目的:在进行高水压山岭隧道支护结构设计时,合理地确定衬砌上作用的水压力是结构设计的关键。本文以深圳市东部过境高速公路的莲塘隧道为工程背景,对高水压隧道渗流场分布进行理论研究。莲塘隧道位于莲塘水厂西南部地段的丘陵地区,并处于深圳断裂带的主要影响带内,断层及节理裂隙发育,岩体破碎。由于临近深圳水库,且地处深圳水库常年水位以下,若采用下穿方案,隧道将长期处于高水头作用之下。因此,对隧道及围岩中的渗流场进行研究对隧道衬砌结构设计与防排水设计有直接的指导意义。研究结论:本文分别采用有限差分岩土软件FLAC3D和经典解析解Harr解对高水压隧道渗流场进行了验证计算。通过计算对比,分别得到了本文解析解和有限差分数值解和Harr解的渗流场分布等值线图,通过比较,最终证明了本文解析解在高水压深埋隧道渗流场计算中的正确性。