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Structure optimization and flow field simulation of plate type high speed on-off valve 被引量:8
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作者 WANG Xiao-jing LI Wen-jie +1 位作者 LI Chun-hui PENG Yi-wen 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS CSCD 2020年第5期1557-1571,共15页
There is a relatively complex flow state inside the high speed on-off valve,which often produces low pressure area and oil reflux in the high-speed opening and closing process of the spool,causing cavitation and vorte... There is a relatively complex flow state inside the high speed on-off valve,which often produces low pressure area and oil reflux in the high-speed opening and closing process of the spool,causing cavitation and vortex and other phenomena.These phenomena will affect the stability of the internal flow field of the plate valve and the flow characteristics of the high speed on-off valve.Aiming at the problems of small flow rate and instability of internal flow field,a new spool structure was designed.The flow field models of two-hole and three-hole plate spools with different openings were established,and software ANSYS Workbench was chosen to mesh the model.The standard k−εturbulence model was selected for numerical simulation using FLUENT software.The pressure distribution and velocity distribution under the same pressure and different opening degree were obtained.The structure and parameters of the optimization model were also obtained.The stability analysis of flow field under different pressure was carried out.The results demonstrate that the three-hole spool has a similar flow field change with the two-hole spool,but it does not create a low pressure zone,and the three-hole spool can work stably at 2 MPa or less.This method improves the appearance of low pressure area and oil backflow in the process of high speed opening and closing of spool.The stability of flow field and the flow rate of high speed switch valve are improved.Finally,the products designed in this paper are compared with existing hydraulic valve products.The results show that the three-hole plate type high speed on-off valve designed in this paper maintains the stability of the internal flow field under the condition of 200 Hz and large opening degree,and realizes the increase of flow rate. 展开更多
关键词 high speed on-off valve flow field simulation pressure and flow characteristics
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Detached-eddy simulation of flow around high-speed train on a bridge under cross winds 被引量:3
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作者 陈敬文 高广军 朱春丽 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS CSCD 2016年第10期2735-2746,共12页
In order to describe an investigation of the flow around high-speed train on a bridge under cross winds using detached-eddy simulation(DES), a 1/8th scale model of a three-car high-speed train and a typical bridge mod... In order to describe an investigation of the flow around high-speed train on a bridge under cross winds using detached-eddy simulation(DES), a 1/8th scale model of a three-car high-speed train and a typical bridge model are employed, Numerical wind tunnel technology based on computational fluid dynamics(CFD) is used, and the CFD models are set as stationary models. The Reynolds number of the flow, based on the inflow velocity and the height of the vehicle, is 1.9×10~6. The computations are conducted under three cases, train on the windward track on the bridge(WWC), train on the leeward track on the bridge(LWC) and train on the flat ground(FGC). Commercial software FLUENT is used and the mesh sensitivity research is carried out by three different grids: coarse, medium and fine. Results show that compared with FGC case, the side force coefficients of the head cars for the WWC and LWC cases increases by 14% and 29%, respectively; the coefficients of middle cars for the WWC and LWC increase by 32% and 10%, respectively; and that of the tail car increases by 45% for the WWC whereas decreases by 2% for the LWC case. The most notable thing is that the side force and the rolling moment of the head car are greater for the LWC, while the side force and the rolling moment of the middle car and the tail car are greater for the WWC. Comparing the velocity profiles at different locations, the flow is significantly influenced by the bridge-train system when the air is close to it. For the three cases(WWC, LWC and FGC), the pressure on the windward side of train is mostly positive while that of the leeward side is negative. The discrepancy of train's aerodynamic force is due to the different surface area of positive pressure and negative pressure zone. Many vortices are born on the leeward edge of the roofs. Theses vortices develop downstream, detach and dissipate into the wake region. The eddies develop irregularly, leading to a noticeably turbulent flow at leeward side of train. 展开更多
关键词 detached-eddy simulation high speed train BRIDGE cross wind flow structure train aerodynamics
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Air flow patterns and noise analysis inside high speed angular contact ball bearings 被引量:3
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作者 翟强 闫柯 +2 位作者 张优云 朱永生 王亚泰 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS CSCD 2015年第9期3358-3366,共9页
The vortex formed around the rolling ball and the high pressure region formed around the ball-raceway contact zone are the principle factors that barricades the lubricant entering the bearing cavity, and further cause... The vortex formed around the rolling ball and the high pressure region formed around the ball-raceway contact zone are the principle factors that barricades the lubricant entering the bearing cavity, and further causes improper lubrication. The investigation of the air phase flow inside the bearing cavity is essential for the optimization of the oil-air two-phase lubrication method. With the revolutionary reference frame describing the bearing motion, a highly precise air phase flow model inside the angular contact ball bearing cavity was build up. Comprehensive factors such as bearing revolution, ball rotation, and cage structure were considered to investigate the influences on the air phase flow and heat transfer efficiency. The aerodynamic noise was also analyzed. The result shows that the ball spinning leads to the pressure rise and uneven pressure distribution. The air phase velocity, pressure and cage heat transfer efficiency increase as the revolving speed increases. The operating noise is largely due to the impact of the high speed external flow on the bearing. When the center of the oil-air outlet fixes near the inner ring, the aerodynamic noise is reduced. The position near the inner ring on the bigger axial side is the ideal position to fix the lubricating device for the angular contact ball bearing. 展开更多
关键词 high speed angular contact ball bearing air phase flow heat transfer efficiency cage structure
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高水头弧形闸门出口侧墙空化特性及掺气减蚀研究
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作者 王伟 邓军 卫望汝 《工程科学与技术》 北大核心 2025年第2期84-92,共9页
高水头泄洪放空洞弧形闸门出口往往需要设置掺气设施以减免高速水流空化空蚀破坏。由于有压出口区域水流流态与结构壁面相互作用复杂,易导致掺气减蚀保护失效,目前,其核心水力致灾原因尚不明确,并且制约着适用于弧形闸门掺气减蚀的技术... 高水头泄洪放空洞弧形闸门出口往往需要设置掺气设施以减免高速水流空化空蚀破坏。由于有压出口区域水流流态与结构壁面相互作用复杂,易导致掺气减蚀保护失效,目前,其核心水力致灾原因尚不明确,并且制约着适用于弧形闸门掺气减蚀的技术研发。本文结合实际工程中高水头弧形闸门出口侧墙空蚀破坏实例,采用水力学模型试验与数值模拟方法,对空蚀破坏的水力学成因进行系统分析,并提出了掺气减蚀水力设计方案。结果表明,弧形闸门泄流运行时,高速水流横向扩散显著,侧空腔掺气效果较差,在侧向附壁过程中形成侧墙冲击-低压反射区,导致附壁区水流空化数较低,并存在侧墙清水区域,二者共同作用导致泄洪放空洞侧墙发生空化空蚀破坏,这种不利影响在大流量、闸门局开条件下更为严重。基于提高侧墙水流空化数与改善侧掺气空腔掺气效果,提出了侧墙二级收缩掺气坎,实现低压空蚀风险区域水流脱壁,末端侧向水流附壁全断面掺气减蚀。研究成果将为弧形闸门出口掺气减蚀水力设计提供科学依据,保障高水头泄洪建筑物的安全运行。 展开更多
关键词 高速水流 弧形闸门 空蚀破坏 掺气减蚀 泄洪洞
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高速有迎角圆锥绕流底部复杂流动结构研究
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作者 陈智 马乐 +1 位作者 靳旭红 艾邦成 《空气动力学学报》 北大核心 2025年第5期11-30,共20页
在非零攻角下,圆锥外形底部流动将失去轴对称性,其流动结构将显著区别于零攻角工况。本文以Reentry-F飞行器飞行试验中高度为37.5 km、马赫数为19.13的工况为基准工况,利用数值模拟方法开展了5°半锥角圆锥外形非轴对称层流底部流... 在非零攻角下,圆锥外形底部流动将失去轴对称性,其流动结构将显著区别于零攻角工况。本文以Reentry-F飞行器飞行试验中高度为37.5 km、马赫数为19.13的工况为基准工况,利用数值模拟方法开展了5°半锥角圆锥外形非轴对称层流底部流动结构研究,分析了来流攻角、马赫数、雷诺数等因素对底部流动结构以及底面热流、压力等参数的影响规律。研究结果表明:与零攻角时的锥形回流区不同,非零攻角下回流区为非规则形状,且回流区长度较零攻角大幅减小,最大减小了44.6%。随着攻角增大,底部涡与前体背风侧涡发生相互作用,导致回流区长度随攻角增大呈现先减小后增大再减小的非线性变化规律;模型底面的无量纲压力、斯坦顿数峰值总体上呈现先减小后增大的趋势。随着马赫数增大,流动的可压缩性增强,小尺度的涡面及波系结构减少,回流区长度单调减小,无量纲压力和斯坦顿数峰值则分别呈单调增大、单调减小的变化趋势。雷诺数对波系结构的影响相对较小,随单位雷诺数增大,黏性效应减弱,回流区背风侧凹陷逐渐增强,回流区长度单调增加,无量纲压力及斯坦顿数峰值均单调减小。 展开更多
关键词 圆锥外形 底部流动 高速流动 流动结构 数值模拟
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湍流脉动风对高速铁路路堑区域积雪分布的影响
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作者 刘操 高广军 +3 位作者 陈光 李小白 张洁 王家斌 《中国铁道科学》 北大核心 2025年第1期38-49,共12页
针对铁路路堑区域风吹雪灾害问题,采用改进延迟分离涡湍流模型、合成涡方法及欧拉两相流模型,结合网格动态变形技术,实现路堑区域雪粒堆积外形的时程变化提取,并通过试验验证数值模拟的正确性。在此基础上,模拟分析均匀来流和湍流来流2... 针对铁路路堑区域风吹雪灾害问题,采用改进延迟分离涡湍流模型、合成涡方法及欧拉两相流模型,结合网格动态变形技术,实现路堑区域雪粒堆积外形的时程变化提取,并通过试验验证数值模拟的正确性。在此基础上,模拟分析均匀来流和湍流来流2种工况下路堑内流场结构、摩擦速度分布及积雪轮廓变化规律,研究湍流脉动风对高速铁路路堑区域积雪分布的影响。结果表明:2种来流条件下路堑区域迎风侧边坡积雪质量基本一致,但积雪质量增长速率与积雪分布特性存在较大差异;湍流来流延缓了路堑背风侧边坡区域大尺度涡系到涡对的转换,且在道床与背风侧边坡之间产生较强的侵蚀现象,进而降低了背风侧边坡和道床区域的积雪质量;相比于均匀来流工况,120 min时湍流来流工况下的路堑整体积雪质量降低24.8%,其中背风侧边坡区域积雪质量降低40.2%,道床区域积雪质量降低20.6%,迎风侧边坡区域积雪质量基本一致。 展开更多
关键词 高速铁路 路堑 湍流脉动风 积雪分布 数值模拟
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高速水基两相流对SLMCoCrMo燃油喷嘴微细复杂流道的光整研究
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作者 边娟鸽 王百川 +3 位作者 王超 张超 米天健 郝娟 《电镀与精饰》 北大核心 2025年第5期120-127,共8页
随着SLM CoCrMo燃油喷嘴在航空航天等领域的应用需求不断提升,化学、电化学、磨粒流、磨料水射流等目前常见抛光方法对消除燃油喷嘴内流道表面缺陷均存在较大局限性,因此改善SLM CoCrMo燃油喷嘴微细复杂内流道的表面质量是目前亟待解决... 随着SLM CoCrMo燃油喷嘴在航空航天等领域的应用需求不断提升,化学、电化学、磨粒流、磨料水射流等目前常见抛光方法对消除燃油喷嘴内流道表面缺陷均存在较大局限性,因此改善SLM CoCrMo燃油喷嘴微细复杂内流道的表面质量是目前亟待解决的关键问题之一。本文基于高速水基磨粒两相流抛光方法,选用碳化硅作为磨粒材料制备低黏水基抛光介质,在不同的抛光压力条件下对SLM燃油喷嘴二维试样内流道进行光整处理。采用扫描电子显微镜、激光共聚焦扫描显微镜、流体动力特性检测平台、洛氏硬度计等检测手段对比分析抛光前后内流道表面微观形貌、表面粗糙度、尺寸精度、流量及洛氏硬度。结果表明,高速水基磨粒两相流可显著去除SLM燃油喷嘴内流道表面的黏粉、台阶等缺陷,口径尺寸精度均在合理范围内。随着抛光压力由2 MPa增大至3.5 MPa,流道壁面由部分去除到基本完全去除,最终转变为明显子弹流状的过磨痕迹,流道表面粗糙度、洛氏硬度均呈现先减小后增大的变化趋势。当抛光压力为2.5 MPa时,抛光后的流道表面粗糙度达到最小值1.415μm(原始9.090μm),流道口径扩大尺寸控制精度较好,去除速率由0.0127 mm/min增大至0.0143 mm/min,喷嘴流量由原始12.47 kg/h增加至21.47 kg/h,流道表面洛氏硬度由原始27.4 HRC提升至32.6 HRC,内流道表面光整效果达到最佳。 展开更多
关键词 高速水基磨粒两相流 抛光压力 表面粗糙度 去除速率
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高速界面流动的激波管实验研究进展
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作者 司廷 王何 罗喜胜 《力学学报》 北大核心 2025年第7期1783-1794,共12页
激波诱导流体界面不稳定性广泛存在于惯性约束核聚变、高超声速科技等重大工程中,在涡动力学、流动稳定性、湍流形成机理等方面具有重要的科学意义.相关研究的挑战性主要源于:一方面,激波作为传播速度大于声速的强间断扰动波,其前后流... 激波诱导流体界面不稳定性广泛存在于惯性约束核聚变、高超声速科技等重大工程中,在涡动力学、流动稳定性、湍流形成机理等方面具有重要的科学意义.相关研究的挑战性主要源于:一方面,激波作为传播速度大于声速的强间断扰动波,其前后流场的速度、温度、压力等物理参数存在突变;另一方面,流体界面是流动复杂性的重要来源,界面处的物理量间断显著加剧流动结构和形态的变化.已有研究表明,激波管在高速界面流动问题研究方面具有独特优势,可以得到高时空分辨率的实验图像和可靠的基础数据.基于此,首先回顾了激波管中汇聚激波的可控生成原理与方法,分别介绍了水平和竖直环形同轴激波管、半环形汇聚激波管、圆锥形汇聚激波管以及楔形汇聚激波管的设备结构和特点.汇报了强激波诱导高速界面流动实验技术和流动机理方面的最新进展,给出了激波管连续光滑弯曲管道壁面设计的理论方法和逆向设计思路,实验验证了高强度激波管实验系统的稳定性、可靠性和可重复性,并获得了激波传播过程中的完整波系演化与界面结构发展的时序数据,阐明了激波接近效应和二次压缩效应等对扰动非线性演化的作用机制.最后,对高速界面流动实验研究面临的关键问题及其发展趋势进行了展望. 展开更多
关键词 激波管 高速界面流动 汇聚激波 失稳机理
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高速球轴承润滑需求流量研究
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作者 王彬 王长清 +1 位作者 梁校瑞 孟凡明 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第7期379-384,共6页
高速球轴承在航空航天等领域应用广泛,其润滑冷却性能优劣直接影响系统可靠性。为了确定合适的润滑流量,有必要进行高速球轴承需求流量研究。针对球轴承高速工况下由于滑动摩擦生热和润滑油温升估算不准进而导致其需求润滑油量计算误差... 高速球轴承在航空航天等领域应用广泛,其润滑冷却性能优劣直接影响系统可靠性。为了确定合适的润滑流量,有必要进行高速球轴承需求流量研究。针对球轴承高速工况下由于滑动摩擦生热和润滑油温升估算不准进而导致其需求润滑油量计算误差较大的传统难题,建立了基于Ree-Eyring流体热弹流润滑的高速球轴承润滑油需求流量计算模型,由此进行了需求流量研究。首先计算高速工况下球轴承摩擦功耗,然后根据热弹流理论确定球轴承固体表面温度,以此得到不同工况下润滑油温升。最后计算单位时间内带走轴承产生热量所需润滑油量从而确定高速球轴承需求流量。研究结果表明,高速球轴承需求流量随润滑油比热容增加而降低,需求流量随润滑油动力粘度的增加而增加,轴承转速增加需求流量也增加。 展开更多
关键词 高速球轴承 摩擦功耗 热弹流润滑 需求流量
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基于PEMFC性能需求的两级增压叶轮出口安装角联合设计
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作者 杨汉乾 周海鹏 +3 位作者 曹岁丰 周乐锋 杨国旗 陈少林 《流体机械》 北大核心 2025年第4期53-60,共8页
针对两级离心式压气机高压级的喘振边界的质量流量偏大、两级整体更易发生喘振等问题,研究了叶轮出口安装角这一影响压气机喘振特性的关键结构参数,基于CFD数值模拟方法,采用经典Krain叶轮模型对仿真方法进行了试验验证,探究了高低两级... 针对两级离心式压气机高压级的喘振边界的质量流量偏大、两级整体更易发生喘振等问题,研究了叶轮出口安装角这一影响压气机喘振特性的关键结构参数,基于CFD数值模拟方法,采用经典Krain叶轮模型对仿真方法进行了试验验证,探究了高低两级压气机叶轮的出口安装角对两级压气机整体性能的影响。结果表明,在70000 r/min的设计转速下,各级叶轮采用较小的出口安装角均能提升低流量工况时压气机的效率,只是压比会略微降低;通过设计较小的两级叶轮出口安装角,使得离心压气机在设计转速下,低流量工况(0.02~0.07 kg/s)时效率提升了3%以上;喘振边界流量较之前减小了25%以上,并且优化后压气机叶轮的流动紊乱明显改善,低高压级的最大静态熵增可分别减少50%和25%左右,使得流动损失大大减少。研究结果可为开发PEMFC用两级增压系统提供设计依据和参考。 展开更多
关键词 燃料电池 两级低比转速离心式压气机 低流量高压比工况 两级联合设计
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底部导流板结构对高速列车气动减阻特性影响研究
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作者 武振锋 周洋 +1 位作者 安乐 刘万露 《北京交通大学学报》 北大核心 2025年第2期157-165,共9页
为降低高速列车转向架区域的气动阻力,提出3种不同结构的导流板设计方案,通过对列车底部的气流进行合理引流,进而实现节能降耗的目的.数值模拟采用基于SST k-ω模型的改进的延迟分离涡方法(Improved Delayed Detached Eddy Simulation,I... 为降低高速列车转向架区域的气动阻力,提出3种不同结构的导流板设计方案,通过对列车底部的气流进行合理引流,进而实现节能降耗的目的.数值模拟采用基于SST k-ω模型的改进的延迟分离涡方法(Improved Delayed Detached Eddy Simulation,IDDES),对安装不同结构导流板的高速列车气动减阻效果进行对比研究,并分析导流板对列车底部转向架区域流场和尾涡的影响.研究结果表明:安装导流板后,虽然列车车体阻力增大,但转向架自身气动阻力大幅降低;因导流板的引流作用,列车底部空气流速变缓,转向架突出部件受气流冲击程度减弱;转向架区域的正压面积大幅减小,前后压力差变小是转向架自身气动阻力降低的主要原因;当列车以350 km/h速度运行时,与原型车相比,模型Ⅰ、模型Ⅱ和模型Ⅲ的整车减阻率分别为8.1%,9.8%和12.1%;受导流板的影响,3种列车模型尾部三维涡旋结构均出现变化,尾车鼻尖附近的湍动能强度也呈现出降低的趋势,说明尾涡对列车的拖拽效果减弱,进而降低了高速列车的气动阻力. 展开更多
关键词 高速列车 底部导流板 气动阻力 流场结构 数值模拟
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太阳能供电的油菜高速播种种子流检测装置研制
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作者 丁幼春 余秋丽 +2 位作者 董万静 徐春保 张文欣 《农业工程学报》 北大核心 2025年第13期83-93,共11页
针对高速播种作业过程中油菜种子流量大、检测精度低、续航时间短等问题,该研究设计了一种太阳能供电的油菜高速播种分流-同步检测装置。该装置采用并行-同步检测技术,根据农艺要求和检测精度需求,设计了8通道分流结构,将高速播种的种... 针对高速播种作业过程中油菜种子流量大、检测精度低、续航时间短等问题,该研究设计了一种太阳能供电的油菜高速播种分流-同步检测装置。该装置采用并行-同步检测技术,根据农艺要求和检测精度需求,设计了8通道分流结构,将高速播种的种子流分为8通道低通量种子流。基于光电检测原理,设计LED阵列光源与硅光电池检测结构,系统集成8通道环形贴片式检测电路板。基于太阳能电池板充电原理及输出特性,选择适宜参数的太阳能电池板,设计升压电路以及太阳能充电控制模块,搭建太阳能系统,并通过分析与试验确定各关键元器件参数。台架对比试验结果表明:在排种频率为60~130 Hz时,8通道检测装置对油菜播种量的检测准确率在97.63%以上,最低检测准确率较原始4通道检测装置提高了10.03个百分点。路面测试试验表明:机具在10.3~15.7 km/h的高速作业速度(对应排种频率78.9~123.5 Hz)下,检测装置对油菜播种量的检测准确率在97.53%以上。田间试验进一步验证:机具在10.3~15.7 km/h的高速作业速度(对应排种频率81.45~120.2 Hz)下,油菜播种量检测准确率不低于97.07%,检测性能较为稳定。由于田间粉尘的影响,最低检测结果比路面最低检测结果相比低0.46个百分点。在续航能力方面,仅锂电池供电时,插件式电路板检测装置可工作6 h,优化后的贴片式电路板检测装置可工作7 h;加载太阳能系统后,在晴天和多云天气条件下可实现无限续航,阴天条件下续航时间可达72 h。该检测装置为油菜高速播种作业的种子流精准检测提供有效支持,提升检测系统续航能力。 展开更多
关键词 太阳能 油菜 高速播种 种子流检测 分流结构 续航时间
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时速400 km高铁隧道洞口U型槽对微气压波的影响
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作者 杨伟超 王蔚雯 +1 位作者 李国志 何洪 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第7期2872-2885,共14页
随着高速铁路向更高速度的方向发展,产生了一系列严重的隧道空气动力学问题。其中隧道洞口微气压波受车速的影响最为显著,会产生音爆甚至导致建筑震动。U型槽作为城市区域连接隧道与路基常见的过渡段,微气压波经过U型槽后可能产生严重影... 随着高速铁路向更高速度的方向发展,产生了一系列严重的隧道空气动力学问题。其中隧道洞口微气压波受车速的影响最为显著,会产生音爆甚至导致建筑震动。U型槽作为城市区域连接隧道与路基常见的过渡段,微气压波经过U型槽后可能产生严重影响,因此十分有必要研究其对微气压波的影响规律。建立了隧道-U型槽-列车-空气气动仿真计算模型,分析U型槽宽度与坡度对微气压波的影响规律,揭示U型槽作用下微气压波传播的流场机制,并提出考虑隧道出口U型槽结构的微气压波空间立体角公式。结果表明,U型槽对微气压波峰值存在显著的增大。相较于隧道出口无U型槽时,有U型槽隧道出口20 m与50 m处的微气压波峰值分别增大52.62%与15.41%。相同距离下,随着高度的增加,U型槽坡度对微气压波峰值增强的效果逐渐减弱;此外,竖向上,随着高度的增加,U型槽宽度(坡度)的变化对同一截面相同高度处的微气压波增强的差异也在逐渐减小,但对同一高度不同横向位置处微气压波峰值并无显著影响。随着隧道出口U型槽坡度的增加与宽度减小,其微气压波峰值逐渐增大。考虑隧道出口U型槽结构的微气压波空间立体角公式能较好预测微气压波峰值、U型槽坡度和宽度及距离的变化规律,拟合结果中R2均大于0.95。研究结果可为时速400 km高速铁路隧道洞口U型槽的建设提供理论依据。 展开更多
关键词 时速400 km高铁隧道 U型槽 微气压波 流场机制 空间立体角
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基于GO-FLOW法的高速铁路接触网系统可靠性分析 被引量:24
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作者 赵峰 梁丽 王思华 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第12期351-356,共6页
针对高速铁路接触网系统的结构和运行特点,本文提出将一种新型可靠性评估方法——GO-FLOW法应用到高速铁路接触网系统可靠性分析中,根据高速铁路接触网系统的结构框图,建立高速铁路接触网系统的GO图与GO-FLOW图,并计算接触网系统的可靠... 针对高速铁路接触网系统的结构和运行特点,本文提出将一种新型可靠性评估方法——GO-FLOW法应用到高速铁路接触网系统可靠性分析中,根据高速铁路接触网系统的结构框图,建立高速铁路接触网系统的GO图与GO-FLOW图,并计算接触网系统的可靠度,对比分析考虑部件失效率与不考虑部件失效率两种情况的计算结果。研究结果表明:在对该类运行环境下的系统进行可靠性定量分析时,与GO法相比,GO-FLOW算法模型考虑了接触网部件随时间的失效率,其计算结果更接近于接触网系统实际运行情况,并且计算更为简捷、有效,是分析多时序、多状态动态系统可靠性的一种有效方法。 展开更多
关键词 高速铁路 接触网 GO-flow 可靠度计算 可靠性评估
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高速列车隧道交会对其振动特性的影响分析
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作者 王北昆 冯达 +2 位作者 卢耀辉 鲜川 曹江萍 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第3期930-941,共12页
列车隧道内交会时气动载荷变化比明线会车更加复杂和剧烈,其对列车的横向振动有显著影响。为研究气动载荷与机械载荷耦合作用下列车车体的横向振动特性,以隧道会车工况下的高速列车为研究对象,基于三维非定常可压缩雷诺时均N-S方程和标... 列车隧道内交会时气动载荷变化比明线会车更加复杂和剧烈,其对列车的横向振动有显著影响。为研究气动载荷与机械载荷耦合作用下列车车体的横向振动特性,以隧道会车工况下的高速列车为研究对象,基于三维非定常可压缩雷诺时均N-S方程和标准SSTk-ω湍流模型,采用重叠网格技术对高速列车隧道交会工况进行模拟,分析了列车气动载荷的时频特性和流场结构。在此基础上,通过建立车辆系统动力学模型,计算了车体悬挂振动模态,进一步研究了气动载荷频率与车体悬挂振动固有频率之间的关系。最后,通过顺序耦合的方法,将气动载荷加载到车辆系统动力学模型中,计算了车体的动态响应。研究结果表明:高速列车隧道内交会过程中由于涡与涡之间、涡与地面之间、涡与隧道壁面之间的干涉产生复杂的流场结构,是导致列车会车后气动载荷幅值和波动频率升高的主要原因;头车和尾车气动载荷频率与下心滚摆频率接近,中间车的气动载荷频率与上心滚摆频率接近,易与车体产生共振,从而导致车体横向振动加剧;考虑气动载荷作用下的头车、中间车和尾车的横向振动加速度峰值分别为仅考虑轨道激励的3.22倍、2.47倍和3.59倍,气动载荷对车体横向振动的贡献度分别达到了76%、70%和78%。气动载荷是导致隧道会车时车体横向振动的主要原因,本文的研究可为改善高速列车隧道“晃车”问题提供一定的理论参考。 展开更多
关键词 高速列车 列车隧道空气动力学 流场结构 频谱分析 动态响应
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基于康达效应的高速气流推力矢量喷管 被引量:1
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作者 姚清河 王思淼 +3 位作者 杨耿超 白欣彤 李明洋 王昱森 《中山大学学报(自然科学版)(中英文)》 CAS 北大核心 2025年第1期265-274,共10页
基于康达效应设计了一种高速气流推力矢量喷管,利用其对流体的偏转作用实现主流方向控制。喷管由主通道以及外侧八个独立气室和出口处的康达壁面组成,可通过气室外部的开合情况来实现八个偏转方向的控制。本文对所设计的高速气流推力矢... 基于康达效应设计了一种高速气流推力矢量喷管,利用其对流体的偏转作用实现主流方向控制。喷管由主通道以及外侧八个独立气室和出口处的康达壁面组成,可通过气室外部的开合情况来实现八个偏转方向的控制。本文对所设计的高速气流推力矢量喷管进行了仿真计算,研究了主流速度、气室开合情况及康达壁面曲率三个参数对主流偏转效果的影响。数值模拟结果表明:(1)主流速度在50~160 m/s时,不同的开合组合的偏转效果有较为显著的差异。(2)气室打开数量为奇数时,偏转效果优于偶数。只有一个气室开口时,偏转效果最优。(3)计算得到三维喷管最优康达壁面的曲率是55.26。本文设计的高速气流推力矢量喷管能够达到较好的偏转控制效果,最大偏转角度可达到85.91°。 展开更多
关键词 康达效应 高速气流 推力矢量喷管 气流偏转
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喷水推进泵空化诱导压力脉动特性的试验研究
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作者 龚波 张正川 +4 位作者 尹俊连 冯超 李宁 许锐 王德忠 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第1期148-156,共9页
为探讨喷水推进泵内空化流动结构演变对压力脉动特性的影响,本文结合高速摄像和压力脉动同步测量展开了试验研究。结果表明:随着空化条件加剧,叶顶出现了泄漏涡核空化、剪切层旋涡空化、叶顶吸力侧片状空化和云状空化等复杂空化流动结构... 为探讨喷水推进泵内空化流动结构演变对压力脉动特性的影响,本文结合高速摄像和压力脉动同步测量展开了试验研究。结果表明:随着空化条件加剧,叶顶出现了泄漏涡核空化、剪切层旋涡空化、叶顶吸力侧片状空化和云状空化等复杂空化流动结构;叶顶低压区随着空化区域增大而增大;在泄漏流夹带下空化云不断翻滚,增加了空化云的不稳定性;空化云尺度随空化条件加剧而增大。大尺度空化云会导致强烈的压力脉动。空化区边缘的空泡破碎会带来压力冲击成份。压力脉动主频是叶频,次主频是二倍叶频。主频和次主频幅值在片状空化时小幅增长,在云状空化时大幅增大。垂直空化涡发展会导致叶片前缘附近压力面压力和局部压差下降,这是泵性能断裂的重要原因。 展开更多
关键词 喷水推进混流泵 空化流动结构 高速摄像 叶顶泄漏涡 云状空化 压力脉动 时域分析 频谱特征
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空化水射流研究方法综述 被引量:2
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作者 高元 刘博 +3 位作者 赵蒙 张有智 慕晓刚 王煊军 《水利水电科技进展》 北大核心 2025年第1期18-25,共8页
鉴于空化水射流技术的重要性,对空化水射流的产生和作用机理进行了分析,并从空化水射流的流场观测分析、冲蚀作用测量、数值计算仿真三个方面对近年来空化水射流技术研究过程中采用的试验和数值计算研究方法进行了综述,归纳研究热点为... 鉴于空化水射流技术的重要性,对空化水射流的产生和作用机理进行了分析,并从空化水射流的流场观测分析、冲蚀作用测量、数值计算仿真三个方面对近年来空化水射流技术研究过程中采用的试验和数值计算研究方法进行了综述,归纳研究热点为设计喷嘴结构、拓展观测和测量实验方法、优化数值计算方法,并从提高空化水射流观察和测量能力和运用人工智能技术优化数值计算方法等方面提出展望,为空化水射流技术的研究和应用提供参考。 展开更多
关键词 空化水射流 喷嘴 高速摄影 湍流 冲蚀
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高速剪切法和微流控法制备海藻酸钠微球及流变和摩擦特性表征
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作者 林嘉文 陈思谦 +2 位作者 刘宇佳 朱杰 王凯 《食品工业科技》 北大核心 2025年第7期103-111,共9页
海藻酸钠微球在生物医药和食品工业等领域具有广泛应用,但目前对于其流变及摩擦特性缺乏系统性讨论。本研究使用高速剪切法和微流控法制备了不同粒径分布的海藻酸钠微球,并将制得的微球以无堆积(0.5 wt%)、半堆积(5 wt%)和紧密堆积(20 w... 海藻酸钠微球在生物医药和食品工业等领域具有广泛应用,但目前对于其流变及摩擦特性缺乏系统性讨论。本研究使用高速剪切法和微流控法制备了不同粒径分布的海藻酸钠微球,并将制得的微球以无堆积(0.5 wt%)、半堆积(5 wt%)和紧密堆积(20 wt%)三个浓度分散在水中形成悬浊液,对比其粒径、形貌、流变特性(流动特性、黏弹特性、触变特性)和摩擦特性。结果表明,高速剪切法制备的微球粒径为127.7±55.0µm,而微流控法制备的微球形状更规则,粒径为91.2±3.3µm。高速剪切法制备的微球具有更强的剪切稀化行为。在低浓度(0.5 wt%~5 wt%)范围内,微流控法制备的微球以黏性特征为主,而高速剪切法制备的微球以弹性特征为主。微流控法制得微球的触变性及恢复能力更强,且摩擦系数受浓度影响较小。总体而言,微流控法制备的微球有更为稳定的流变及摩擦性能。本研究对理解海藻酸钠微球浓度和粒径分布对其流变及摩擦特性影响,及开发流变及摩擦性能可控的微球产品均具有重要意义。 展开更多
关键词 海藻酸钠微球 微流控 流变学 摩擦学 高速剪切法 流动特性 黏弹特性 触变特性
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基于离散元模拟的滑坡碎屑流导向拦挡墙布置形式研究
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作者 段元杰 刘要来 +2 位作者 刘东 路瑞利 位伟 《中国农村水利水电》 北大核心 2025年第7期188-195,共8页
高速远程滑坡是一种破坏性强,影响范围广的地质灾害现象。为避免人员伤亡和经济损失,需在滑坡易发区设置防护措施,目前对碎屑流防护措施的研究多侧重于拦停能力和提高拦挡墙结构强度,很少考虑拦挡结构的运动导向功能。以赵家沟滑坡为例... 高速远程滑坡是一种破坏性强,影响范围广的地质灾害现象。为避免人员伤亡和经济损失,需在滑坡易发区设置防护措施,目前对碎屑流防护措施的研究多侧重于拦停能力和提高拦挡墙结构强度,很少考虑拦挡结构的运动导向功能。以赵家沟滑坡为例,采用离散元方法对碎屑流运动过程中拦挡结构的导向调控过程进行数值模拟,研究导向拦挡结构的布置形式对居民区的防护效果,并对分流挡墙在整个过程中所起的调节作用进行分析。结果表明,布置导向拦挡结构可以有效避免滑坡体流经人员活动区域,起到较好的防护作用。另外,设置分流挡墙将碎屑流分成多股并辅助导向,可以更好地控制碎屑流的速度,降低主要导向挡墙所受的冲击力,进一步降低碎屑流颗粒翻越挡墙的可能,达到更好的导向拦护效果。 展开更多
关键词 高速远程滑坡 颗粒流 离散元方法 数值模拟 导向拦挡墙
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