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中国高速轨道交通空气动力学研究进展及发展思考
被引量：
120
1
作者
田红旗
《中国工程科学》
北大核心
2015年第4期30-41,共12页
总结了中国高速轨道交通空气动力学研究进程的起步、积累、发展、深化、提升和引领等六个阶段。论述了提出的以列车空气动力学、列车/线桥隧空气动力学、车/风/沙/雨/雪环境空气动力学、弓网空气动力学、人体空气动力学为主要内容的高...
总结了中国高速轨道交通空气动力学研究进程的起步、积累、发展、深化、提升和引领等六个阶段。论述了提出的以列车空气动力学、列车/线桥隧空气动力学、车/风/沙/雨/雪环境空气动力学、弓网空气动力学、人体空气动力学为主要内容的高速轨道交通空气动力学研究进展。包括发现探明了相关的形成机理、激化过程、响应特性、影响规律、减缓途径、改善措施,提炼出了一套基础理论,突破了系列关键技术,以及全面的工程应用。解决了空气动力制约高速铁路发展、恶劣风环境影响行车安全等关键科学技术问题。介绍了高速轨道交通空气动力学专用实验平台群,包括动模型实验系统、交变气动压力下人体舒适性/车体刚度/气密性综合实验装置、风/沙/雨/雪气动实验平台群、视觉检测系统、在线实车实验系统、兼用风洞群、数值仿真平台。最后讨论了正在开展的研究和进一步发展的思考。
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关键词
轨道交通
空气
动力学
高速铁路
实验研究平台群
研究进展
列车
空气
动力学
列车/隧道耦合
空气
动力学
列车/风环境耦合
空气
动力学
弓网空气动力学
人体
空气
动力学
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职称材料
350 km/h及以上高速受电弓气动抬升力研究
被引量：
6
2
作者
宋诗扬
孔龙飞
韩通新
《铁道科学与工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第10期3673-3684,共12页
以350 km/h及以上速度级的高速受电弓为研究目标,为400 km/h高速动车组受电弓气动抬升力仿真提供精准计算方法。通过计算流体力学软件ANSYS FLUENT对高速受电弓进行仿真建模,分别基于可压缩和不可压缩Navier-Stokes方程和SST k-ω湍流模...
以350 km/h及以上速度级的高速受电弓为研究目标,为400 km/h高速动车组受电弓气动抬升力仿真提供精准计算方法。通过计算流体力学软件ANSYS FLUENT对高速受电弓进行仿真建模,分别基于可压缩和不可压缩Navier-Stokes方程和SST k-ω湍流模型,对350,380和420 km/h 3个速度级的高速受电弓气动抬升力进行仿真计算,发现相比使用可压缩流方法,3个速度级下使用不可压缩流计算得到的气动抬升力在开口方向和闭口方向运行时分别提升了8.2%,9.6%,11.8%和8.9%,10.6%,13.0%。为验证仿真结果,对京沪先导段线路进行高速弓网受流性能综合测试。研究结果表明:使用可压缩流进行仿真的准确性更高,3个速度级下的偏差在开口方向和闭口方向上分别为3.3%,3.1%,2.7%和3.1%,2.5%,1.7%。相较之下,使用不可压缩流的偏差在开口方向和闭口方向运行时分别为5.3%,7.3%,10.2%和6.5%,9.0%,13.0%。在特殊工况和狭窄环境中,采用可压缩流方法,420 km/h开口方向运行时,气动抬升力基于温度的提升为7.7%(0℃)和18.2%(−25℃),基于壁面横截面积的提升分别为19.0%(60 m^(2)),16.7%(70 m^(2)),14.5%(80 m^(2))和13.3%(90 m^(2))。因此,对400 km/h速度级及以上的高速动车组,建议采用可压缩流进行仿真以获得更精确的预测结果。对于现有350 km/h速度级的高速动车组,需考虑特殊工况和狭窄环境下气动抬升力的升高,通过合理优化措施提高列车运行的安全性和稳定性。
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关键词
弓网空气动力学
气动抬升力
流体可压缩性
仿真计算
高速受电
弓
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职称材料
题名
中国高速轨道交通空气动力学研究进展及发展思考
被引量：
120
1
作者
田红旗
机构
中南大学轨道交通安全教育部重点实验室
中南大学交通运输工程学院
出处
《中国工程科学》
北大核心
2015年第4期30-41,共12页
文摘
总结了中国高速轨道交通空气动力学研究进程的起步、积累、发展、深化、提升和引领等六个阶段。论述了提出的以列车空气动力学、列车/线桥隧空气动力学、车/风/沙/雨/雪环境空气动力学、弓网空气动力学、人体空气动力学为主要内容的高速轨道交通空气动力学研究进展。包括发现探明了相关的形成机理、激化过程、响应特性、影响规律、减缓途径、改善措施,提炼出了一套基础理论,突破了系列关键技术,以及全面的工程应用。解决了空气动力制约高速铁路发展、恶劣风环境影响行车安全等关键科学技术问题。介绍了高速轨道交通空气动力学专用实验平台群,包括动模型实验系统、交变气动压力下人体舒适性/车体刚度/气密性综合实验装置、风/沙/雨/雪气动实验平台群、视觉检测系统、在线实车实验系统、兼用风洞群、数值仿真平台。最后讨论了正在开展的研究和进一步发展的思考。
关键词
轨道交通
空气
动力学
高速铁路
实验研究平台群
研究进展
列车
空气
动力学
列车/隧道耦合
空气
动力学
列车/风环境耦合
空气
动力学
弓网空气动力学
人体
空气
动力学
Keywords
rail aerodynamics
high-speed rails
experimental platforms
research development
train aerodynamics
train/tunnel coupling aerodynamics
train/wind coupling aerody- namics
pantograph-catenary aerodynamics
human aerodynamics
分类号
U270.11 [机械工程—车辆工程]
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职称材料
题名
350 km/h及以上高速受电弓气动抬升力研究
被引量：
6
2
作者
宋诗扬
孔龙飞
韩通新
机构
中国铁道科学研究院研究生部
中国铁道科学研究院集团有限公司机车车辆研究所
出处
《铁道科学与工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第10期3673-3684,共12页
基金
中国国家铁路集团有限公司科技研究开发重大课题(K2021J004-A)
中国铁道科学研究院集团有限公司重点课题(2022YJ278)。
文摘
以350 km/h及以上速度级的高速受电弓为研究目标,为400 km/h高速动车组受电弓气动抬升力仿真提供精准计算方法。通过计算流体力学软件ANSYS FLUENT对高速受电弓进行仿真建模,分别基于可压缩和不可压缩Navier-Stokes方程和SST k-ω湍流模型,对350,380和420 km/h 3个速度级的高速受电弓气动抬升力进行仿真计算,发现相比使用可压缩流方法,3个速度级下使用不可压缩流计算得到的气动抬升力在开口方向和闭口方向运行时分别提升了8.2%,9.6%,11.8%和8.9%,10.6%,13.0%。为验证仿真结果,对京沪先导段线路进行高速弓网受流性能综合测试。研究结果表明:使用可压缩流进行仿真的准确性更高,3个速度级下的偏差在开口方向和闭口方向上分别为3.3%,3.1%,2.7%和3.1%,2.5%,1.7%。相较之下,使用不可压缩流的偏差在开口方向和闭口方向运行时分别为5.3%,7.3%,10.2%和6.5%,9.0%,13.0%。在特殊工况和狭窄环境中,采用可压缩流方法,420 km/h开口方向运行时,气动抬升力基于温度的提升为7.7%(0℃)和18.2%(−25℃),基于壁面横截面积的提升分别为19.0%(60 m^(2)),16.7%(70 m^(2)),14.5%(80 m^(2))和13.3%(90 m^(2))。因此,对400 km/h速度级及以上的高速动车组,建议采用可压缩流进行仿真以获得更精确的预测结果。对于现有350 km/h速度级的高速动车组,需考虑特殊工况和狭窄环境下气动抬升力的升高,通过合理优化措施提高列车运行的安全性和稳定性。
关键词
弓网空气动力学
气动抬升力
流体可压缩性
仿真计算
高速受电
弓
Keywords
pantograph aerodynamics
aerodynamic lift force
fluid compressibility
simulation calculation
highspeed pantograph
分类号
U264.34 [机械工程—车辆工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
中国高速轨道交通空气动力学研究进展及发展思考
田红旗
《中国工程科学》
北大核心
2015
120
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职称材料
2
350 km/h及以上高速受电弓气动抬升力研究
宋诗扬
孔龙飞
韩通新
《铁道科学与工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
6
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