高速列车湍流流场数值仿真计算探讨

以可压缩粘性流体的N-S方程和k-ε双方程湍流模型为基础，对流场网格的划分进行了研究，利用STARCD软件对干线客运列车进行了气动分析并进行比较，为今后进一步优化高速列车外形提供了可供参照的研究方法和工具。     

列车空气动力学数值仿真研究

1 前言 自从20世纪60年代,日本建成时速达210 km的东海道新干线以来,世界铁路的高速化技术得到迅速发展,使得铁路运输在经济发展中再次发挥了重要作用.2001年,法国建成了运营速度达300 km*h-1的地中海线,将世界铁路的高速化进程又推向一个新的高潮.     

磁悬浮列车转向架的结构解耦分析

为分析磁悬浮列车转向架的结构解耦功能,基于D-H变换建立了转向架正向运动学方程;通过分析,得到了运动学逆解的解析公式。在此基础上,计算了列车转弯时通过缓和曲线的解耦能力。     

磁悬浮列车交会通过时的车辆动力学特性

从研究3辆编组磁悬浮列车交会动力学性能入手,讨论了5辆编组磁悬浮列车交会时的动力学性能,并介绍了为改善乘坐舒适度而新近采用的控制技术。     

低速磁悬浮列车牵引计算算法研究

为完成低速磁悬浮列车牵引计算,建立了低速磁悬浮列车牵引计算模型,提出了一种新的牵引策略,阐述了该策略的关键技术和算法流程的设计,编制了牵引计算仿真软件,并对北京S1线进行了牵引计算。采用该算法控制列车达到了列车运行速度快、节能降耗的目的。     

EMS型磁悬浮列车运行阻力计算

就传统的轮机列车和ＥＭＳ型磁悬浮列车运行时所受到的阻力进行了简要分析，着重计算了ＥＭＳ型磁悬浮列车的电磁阻力，并提出了青城山试验示范线磁悬浮列车对直线电机驱动功率的要求。     

中低速磁悬浮列车空气阻力计算

采用有限容积法,根据不可压缩粘性流体的Navier-Stokes方程和Spalart-Allmaras模型,对CMS-04中低速磁悬浮列车运行的外流场特性进行了计算分析,分别计算了不同速度下无横风和有横风条件下的气动阻力。根据数据拟合出无横风与有横风的空气阻力公式,详细分析了各公式之间的差异。研究表明,在横风条件下推导出的阻力公式能够较好地反映出阻力随风速、车速的变化,为中低速磁悬浮列车准确的牵引计算提供帮助。     

基于虚拟样机的磁悬浮列车运动学仿真分析

利用ADAMS软件建立了磁悬浮列车的虚拟样机模型,简单地分析了轨道的参数选取,并进行系统运动学仿真,描绘了车辆在过不同轨道时候主要部件的动态过程,验证列车转向架机构设计的合理性、适用性,为系统动力学仿真打下基础。     

中低速磁悬浮列车远程维护管理系统研究

围绕中低速磁悬浮列车远程维护管理系统的规划、分析、设计与工程实现工作,进行了深入的研究.结合唐山中低速磁悬浮试验基地的特点和北京S1线的实际需求,完成了系统的总体规划,提出了采用C/S体系结构、结合NET开发平台和SQL Server数据库系统的技术方案,实现了对系统的全面设计并应用于实践.     

高温超导磁悬浮列车气动噪声特征仿真研究

气动噪声是高温超导磁悬浮列车噪声的主要来源,以新型高温超导磁悬浮列车1∶8缩比的8车模型为研究对象,基于大涡模拟（LES）方法和K-FWH方程,通过建立可穿透积分面对列车在500,550,600及650 km·h-1 4个速度级下的气动噪声特征进行数值仿真研究。结果表明：在U型轨道的约束下,列车周围的气动激扰主要集中在车顶两侧、尾车流线型及尾流区;偶极子声源主要分布在中车车顶表面两侧、尾车流线型及超导线圈后方,尾流区也是重要的气动噪声源区;列车辐射噪声频谱呈现“宽峰”（100～315 Hz）特性,随着车速提升,低频噪声能量增强;4个速度级下测点辐射噪声水平变化规律一致,噪声最大值分别为94.2,96.4,100.1和105.2 dB(A);随着车速提升,四极子声源能量占比不断增大,当车速大于600 km·h-1时,16个测点的四极子声源平均能量占比超过90%。研究成果可为高温超导磁悬浮列车气动声学优化设计提供参考。     

TR型磁浮列车气动力特性数值计算研究

根据可压缩粘性流体的N S方程和k ε双方程湍流模型,采用有限容积法对TR磁浮列车的气动力特性进行了数值计算研究,得到了以不同速度运行的磁浮列车的气动阻力、升力及横向气动力的大小,为高速磁浮列车的安全运行控制提供了气动力数据。     

磁悬浮列车数据传输方法研究

分析了磁悬浮列车信号和通信系统的特点，着重分析了微波和轨间电缆在数据传输中的各种应用方法，比较了各种方法的优缺点。在以上分析的基础上，结合我国磁悬浮列车的发展情况，提出了适合现阶段数据传输的方案。     

磁悬浮列车定位测速及数据传输方法研究

分析了磁悬浮列车信号通信系统的特点，由于磁悬浮列车无法使用轨道电路，着重分析了微波和轨间电缆在定位测速及数据传输中的各种应用方法，给出了估算公式，比较了各种方法的优缺点。在以上分析的基础上，结合我国磁悬浮列车的发展情况，提出了适合我国现阶段的定位测速及数据传输的方案，并介绍了相关试验结果。     

一种新的高速磁悬浮列车--瑞士真空管道高速磁悬浮列车方案

瑞士Swissmetro系统是一种用于城市间的地下客运公共交通工具,其设计速度为500 km/h,它使用线性推动技术、磁悬浮与导向技术,实现了无接触的运行.为了减小空气阻力,降低系统的能量消耗,该系统采用地下隧道,并将其抽成部分真空,有利于列车低耗高速运行.文章从原理、优缺点、瑞士国内的研究进展等方面对Swi ssmetfo系统进行了较详细的介绍,将对我国高速磁悬浮列车技术的发展有着重要的参考和借鉴意义.     

基于虚拟样机的磁悬浮列车悬浮系统建模及仿真

为避免建立微分方程描述磁悬浮列车动力学问题的困难,利用ADAMS和Matlab软件建立了CMS-03型磁悬浮列车的虚拟样机模型,介绍了悬浮系统的建模方法和理由。所建的列车虚拟样机模型能顺利通过按照长沙试验线建立的轨道曲线,悬浮电流的变化也与试验测量结果一致,说明悬浮系统的建模方法是合理的。该模型为改进控制算法、验证列车动力学分析结果提供了一个良好的仿真平台。     

基于数值分析的磁浮列车悬浮电磁铁电磁场分布研究

常导中低速磁浮列车采用被动导向控制,其悬浮电磁铁同时提供列车悬浮力和导向力。因此,在磁浮列车的设计中,对悬浮电磁铁磁场的分析非常重要。本文采用Ansoft有限元分析软件对中低速磁浮列车悬浮电磁铁电磁场进行了三维研究,并与二维计算进行了比较。计算结果表明,在电磁铁电流较小情况下,铁心和轨道发生饱和的局部区域较小,三维与二维计算结果接近;但当电磁铁电流较大时,两者计算结果相差较大,三维计算得到的悬浮电磁力值更接近实验值。     

具有横风效应的磁浮列车湍流外流场特性数值计算

采用有限容积法对磁浮列车以500 km/h的速度运行、受10~40 m/s的横向自然风作用下的外流场特性进行了详尽的计算分析,得到了列车顶部和侧面不同位置的速度和压力分布特性以及列车的尾流特性。结果表明:列车上部及背风侧面的速度及压力波动均随着自然风速的增加而增大,并且列车尾涡中心也由于受自然风的影响而沿着自然风的方向偏转,而自然风对迎风侧的压力波动影响较小。     

低速磁浮列车防侧滚吊杆运动学研究

针对磁浮列车位于弯道时防侧滚吊杆运动学问题,以单转向架为研究对象,基于D-H变换建立转向架正向运动学方程。结合轨道弯道线型的特征参数,分析磁浮列车通过弯道时悬浮模块的相对位姿关系,通过求解运动学模型的逆解,计算当车辆通过弯道时防侧滚吊杆的运动情况。考虑磁浮列车在实际运行过程中间隙波动的问题,分析防侧滚吊杆满足解耦要求的运动学条件,最终为防侧滚吊杆的结构设计与改进提出建议,对低速磁浮列车防侧滚吊杆的分析和设计具有参考价值。     

列车气动试验数据场插值方法研究

试验数据场插值方法是列车气动试验数据可视化研究的重要内容之一,本文根据列车气动试验数据场的特点,在深入探讨试验数据场四边形网格划分算法和等参变换的区域映射插值算法的基础上,提出了数据场网格划分和区域映射相结合的插值方法。这种插值算法对分布于列车自由表面的曲面域气动试验数据场插值很有效,具有插值精度较高、算法简单、容易编程等优点,将这种方法应用到列车气动试验数据可视化系统中,进一步证实了该方法所具有的优越性。