基于大涡模拟的高速列车横风运行安全性研究

结合高速列车空气动力学和多体系统动力学,研究横风对高速列车运行安全性的影响.首先采用大涡模拟计算方法,研究了不同横风风速下高速列车非定常气动载荷的时域及频域特性,列车周围流场结构及相应的非定常流场特性.然后建立高速列车多体系统动力学模型,将得到的气动力作为外加载荷作用于列车上,研究了不同横风风速下定常气动力和非定常气动力对直线上高速列车运行安全性的影响特性,计算结果表明,与定常气动力相比,作用于车身上的非定常气动力使列车的振动加剧.最后参照高速列车的安全运行标准,对高速列车的安全运行进行分析,为横风下高速列车的安全运行提供参考.     

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.     

高速列车头车吸能排障器设计与仿真研究

应用耐碰撞系统设计思想,提出了采用新型吸能结构和填充材料的排障器设计方案,并通过碰撞仿真分析对设计方案进行了比较。基于LS-DYNA的仿真结果表明,该新型排障器优选方案具有良好的吸能和缓冲碰撞的安全性能。     

基于802.11g的CBTC车地通信子系统建模与分析

CBTC系统是利用连续、大容量的车地双向数字通信实现列车控制信息、列车状态信息传输的先进列车控制系统,CBTC系统中车地通信子系统对于保障列车安全高效的运营具有重要作用。本文根据CBTC移动闭塞系统中的列车追踪模型,分析系统对通信的要求;利用OPNET的三层建模机制,建立基于802.11g的CBTC车地通信系统的系统仿真模型;利用该仿真平台仿真列控业务下的通信系统性能;仿真结果表明,在区间追踪阶段,基于802.11g的无线局域网完全满足列车控制的需要;需要保证车站附近的AP信号覆盖以满足列车进入中间站停车时对通信的要求。     

基于可重用框架的CTCS仿真车载DMI研究与实现

车载人机接口DMI(Driver-Machine Interface)介于列车司机和车载安全计算机之间,实时地完成两者之间的信息交互。DMI屏蔽车载系统复杂的内部结构,以便于理解的方式引导司机完成控制操作,才能充分发挥车载系统的作用,因此对于DMI的研究有着重要的意义。本文的研究重点是:当列控系统由CTCS-2升级换代至CTCS-3时,在不改变原有软件框架的前提下,实现对CTCS-3车载DMI的仿真。本文基于软件重用理论,针对上述问题提出了一种基于可重用框架的解决方案,并采用C++Builder 6.0进行了仿真DMI实现和框架可重用性验证,其结果表明,针对仿真DMI的研究,基于可重用框架的方法是一种能够避免重复劳动,利用已有资源,实现便捷开发的有效手段。     

高速列车车头的气动噪声数值分析

随着列车运行速度的提高,列车气动噪声变得越来越明显,降低气动噪声已成为控制高速列车噪声的关键之一。本文对高速列车车头气动噪声进行数值分析。首先,建立高速列车三维绕流流场的数学物理模型,分别利用标准k-ε湍流模型和大涡模拟计算高速列车的外部稳态和瞬态流场。然后,基于稳态流场,利用宽频带噪声源模型计算高速列车车身表面气动噪声源;基于瞬态流场,分析车身表面脉动压力的时域及频域特性;利用Lighthill声学比拟理论,计算高速列车远场气动噪声,分析远场气动噪声的时域及频域特性。本文对研究和控制高速列车气动噪声具有一定意义。     

铁路新增货运通过能力计算分析系统的研究

铁路区段货运通过能力是路网能力的一项重要组成部分.随着客运专线的建成通车,既有线上的货运能力逐步得到释放.为了准确计算货运通过能力,本文使用了运行图模拟铺画法,开发了铁路区段新增货运通过能力计算分析系统.实例研究表明,该系统能够准确计算出区段的新增货运通过能力,对铁路局货运组织有一定的指导意义和参考价值.     

砂质黄土大断面隧道施工方法优化研究

研究目的:采用数值计算的方法,对砂质黄土大断面开挖方法进行优化研究,并对选择的方法进行仿真分析,根据围岩力学行为及分布规律,得到更为适合现场的施工方法。研究结论:以工程实例为对象,以数值计算和工艺研究为手段,对大断面隧道开挖方法进行优化研究,研究结果表明:砂质黄土大断面隧道施工中,短台阶七步法在施工力学方面分布合理,更有利于围岩稳定,总体沉降较小,相比CD和CRD方法具有较好的适应性。短台阶七步法在砂质黄土地层中施工作业面连续,整体作业面大,适于大型机械施工,施工速度快,效益明显。     

地震波交错网格高阶差分数值模拟研究

研究目的:地震波数值模拟技术是勘探地球物理学中的重要组成部分,研究通过弹性波一阶速度-应力方程,采用交错网格高阶有限差分法实现了地震波在各向同性介质中的高精度的数值模拟,并采用完全匹配层(PML)吸收边界来消除边界反射,可取得较好的效果。研究结论:通过模型的正演计算和复杂模型的处理结果表明,交错网格高阶有限差分法数值模拟是一种快速有效的地震波数值模拟方法。可用于为地震勘探选择采集参数,优化观测系统提供依据,以提高采集数据的质量,有效地解决铁路勘察过程中的地质问题。     

基于逆变回馈的地铁再生制动能量吸收的研究

城市轨道交通车辆再生制动能量吸收是城市轨道交通系统的重要组成部分.分析了逆变回馈型再生制动能量吸收装置的构成、工作原理.建立了该装置的主电路及控制电路仿真模型,并对列车再生制动回馈的动态全过程进行了模拟试验.试验结果表明:该装置满足地铁列车再生制动能量的吸收利用以及稳定牵引网电压的要求,可解决实际工程问题.