Modelling,simulation and applications of longitudinal train dynamics

ABSTRACT

Significant developments in longitudinal train simulation and an overview of the approaches to train models and modelling vehicle force inputs are firstly presented. The most important modelling task, that of the wagon connection, consisting of energy absorption devices such as draft gears and buffers, draw gear stiffness, coupler slack and structural stiffness is then presented. Detailed attention is given to the modelling approaches for friction wedge damped and polymer draft gears. A significant issue in longitudinal train dynamics is the modelling and calculation of the input forces – the co-dimensional problem. The need to push traction performances higher has led to research and improvement in the accuracy of traction modelling which is discussed. A co-simulation method that combines longitudinal train simulation, locomotive traction control and locomotive vehicle dynamics is presented. The modelling of other forces, braking propulsion resistance, curve drag and grade forces are also discussed. As extensions to conventional longitudinal train dynamics, lateral forces and coupler impacts are examined in regards to interaction with wagon lateral and vertical dynamics. Various applications of longitudinal train dynamics are then presented. As an alternative to the tradition single wagon mass approach to longitudinal train dynamics, an example incorporating fully detailed wagon dynamics is presented for a crash analysis problem. Further applications of starting traction, air braking, distributed power, energy analysis and tippler operation are also presented.     

基于一维-三维耦合仿真的进气系统优化方法

提出了基于一维-三维耦合仿真的进气系统优化方法,此方法兼具CFD对进气系统三维流动特性准确描述与一维仿真对内燃机进气系统全局控制的优点。建立了进气歧管三维模型,采用GT-Power软件进行缸内工作过程模型仿真,根据试验数据标定仿真模型。通过一维-三维耦合仿真计算得到进气歧管各转速下的流动参数,以此作为CFD仿真的边界条件,优化进气歧管的结构参数。通过整机试验对进气歧管流动性能进行了验证。试验结果表明,该方法能够较好地指导进气歧管设计。     

柴油发动机掺烧生物柴油的经济性研究

为了更好地评价柴油机燃用生物柴油的经济性,分析了生物柴油和0#石化柴油的理化性质,分别对生物柴油的体积分数为0.2,0.5,1的B20、B50、B100 3种燃料和0#柴油在495Q3柴油机上进行了试验。试验结果显示燃用3种燃料的燃油消耗率比0#柴油在中小负荷时平均增加5.30%,9.65%,19.04%,大负荷时平均增加2.86%,4.75%,9.64%;能量等值折合油耗率在中小负荷时平均增加2.65%,2.63%,5.74%,大负荷时平均降低0.26%,1.97%,4.80%。     

二密河大桥上部结构的施工技术

针对二密河大桥位于曲线段上且与线路斜交的情况,介绍了箱梁预制和架设的过程,重点介绍了曲线运梁、架桥机前移及斜交梁架设、落梁等关键技术,对同类工程有借鉴意义。     

高速公路中收费和清分的动态解决方案

在高速公路收费和清分过程中,由于新增的高速公路和收费站点特别是环型路段的增加使得原有的静态算法已经不适宜于现实情况。本文提出了高速公路中基于最短路径和环型路段的动态收费和清分解决方案,并给出了详细的基于环型路段的动态算法。环型路段问题解决后,可以判知车辆实际行车路线,从而大幅提高收费及清分的准确性和效率。     

纵流艏船舶测深仪使用效能研究

长江航道系统的航标船大多采用纵流艏船型,由于其型线的特殊性,使得装在船底的测深仪,在航速大于5km/h时,即不能正常工作显示水深。本课题主要从流体力学、测深原理和船体结构等诸方面进行研究,研制了特殊的组合机构,解决了上述问题,使得测深仪在各种工况下均能准确测量航道,对同类船的改造提供了指导和依据。     

盐度层化对长江口水动力的影响

基于FVCOM三维水动力及盐度模型,在考虑盐度层化和不考虑盐度层化两种条件下对长江口附近海域进行了水动力盐度数值模拟。计算结果表明,盐度层化产生的紊动抑制对垂向紊动粘滞系数和水平流速有较明显的影响。与不考虑盐度层化的计算结果相比,考虑盐度层化后,垂向紊动粘滞系数变小,流速垂向平均值变大,表层流速变大,底层流速变小,与实测值更为吻合。     

动力总成悬置支架多目标拓扑优化和强度分析

基于Optistruct,以支架的最小柔度、最大固有频率作为优化目标函数;以应力、体积作为约束函数,对一发动机后拉杆安装支架进行拓扑优化,优化结果表明:在满足悬置支架强度和模态要求下,质量减少了12%。     

高速路节日免费通行对小汽车出行者选择行为影响研究

出行成本是出行者在选择出行方式时的重要考虑因素。随着我国高速公路网和收费政策的逐步完善,自驾已成为出行者考虑选择的主要出行方式。为研究节日里选择小汽车出行的用户特征及影响因素,通过意向调查的方式对小汽车出行者的偏好进行调查。应用二项Logit模型建模分析,结果显示个人属性、出行属性以及出行环境等都在不同程度上影响出行者的节日出行选择行为,其中小汽车拥有状况、驾龄、旅行时间、出行者在以往节日里选择的出行方式、通行费、线路熟悉程度等对节日出行行为影响较为显著,该研究成果在交通预测、交通管控等方面具有指导性作用。     

蛛网膜下腔出血后内皮素受体(ET_A/ET_B)不平衡表达在大鼠基底动脉痉挛中的作用

目的探讨蛛网膜下腔出血后基底动脉各层中内皮素受体(ETA/ETB)的表达水平变化在血管痉挛(CVS)中的作用机制。方法采用大鼠自体血二次注入枕大池建立SAH后CVS模型,光镜下观察基底动脉形态学变化,并运用免疫荧光染色动态检测ETA/ETB受体表达变化。结果 SAH模型组基底动脉截面积在2d开始下降,到3d时到达最低,以后逐渐恢复至正常。免疫荧光显示SAH后基底动脉内皮细胞层中ETA受体蛋白表达在2d开始增多,3d达高峰,持续到14d,而ETB受体蛋白3d时内皮细胞层中表达显著增多,7d时平滑肌细胞层中表达达高峰,持续到14d。结论两种ETA/ETB受体的差异性表达在SAH后CVS中起重要作用。ETB受体亚型在脑血管各层中具体表达差异有待进一步研究。