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城际动车组永磁直驱转向架区域积雪仿真研究
1
作者
姜琛
何龙凤
+3 位作者
李岩松
龙金兰
王家斌
刘明杨
《湖南大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025年第6期1-13,共13页
为了探究城际动车组永磁直驱转向架区域的积雪结冰问题,基于某城际动车组全尺寸三车模型,采用Realizable k-ε湍流模型的非定常雷诺时均方法(unsteady Reynoldsaveraged Navier-Stokes,URANS)和离散相模型(discrete phase model,DPM),...
为了探究城际动车组永磁直驱转向架区域的积雪结冰问题,基于某城际动车组全尺寸三车模型,采用Realizable k-ε湍流模型的非定常雷诺时均方法(unsteady Reynoldsaveraged Navier-Stokes,URANS)和离散相模型(discrete phase model,DPM),在环境温度-30℃及动车运营速度160 km/h的仿真条件下,分别研究了永磁直驱转向架区域与普通转向架区域的风雪运动特性.研究结果表明:永磁直驱转向架与普通转向架相比,转向架区域流场结构复杂度低,气流流动较为顺畅,虽然转向架积雪较多,但去除电机部分积雪后,总的积雪质量减少了23.83%,制动夹钳总的积雪质量比普通转向架模型减少了78.368%.可见,在永磁直驱转向架中,大部分积雪附着在永磁直驱电机的表面,而其他部位,尤其是制动夹钳表面的积雪较少.考虑到电机在运行过程中会发热,这种热效应能够融化表面积雪,使得电机表面的积雪量减少.基于这些特点,采用直驱形式的城际动车组转向架在解决积雪和结冰问题上展现出明显的优势.
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关键词
城际动车组
永磁直驱
转向架
积雪
数值模拟
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职称材料
涡流发生器安装角度对高速列车尾车气动特性影响研究
被引量：
3
2
作者
杜健
张亮
+2 位作者
田洪雷
黄凤仪
张洁
《铁道科学与工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第10期3969-3977,共9页
更高速度运行给高速列车尾车的平稳性和安全性带来了更大挑战,亟待开展尾车气动减阻降升技术研究。通过抑制高速列车尾涡结构的发展,探究涡流发生器控制下高速列车尾部流场结构的变化和其气动性能的改变。采用数值仿真方法研究3种不同...
更高速度运行给高速列车尾车的平稳性和安全性带来了更大挑战,亟待开展尾车气动减阻降升技术研究。通过抑制高速列车尾涡结构的发展,探究涡流发生器控制下高速列车尾部流场结构的变化和其气动性能的改变。采用数值仿真方法研究3种不同角度涡流发生器对高速列车尾部流场的影响,分析涡流发生器作用下高速列车尾部表面压力分布以及周围流场速度变化规律,确定列车明线运行尾涡控制的涡流发生器安装角度。研究结果表明:涡流发生器提升了高速列车尾车流线型头部区域表面压力,并对列车尾流区域流场产生了显著影响,减小了列车的压差阻力和气动升力。尾车鼻尖点附近低速区域远离鼻尖点,并向更远处发展。随着安装角度增加,涡流发生器生成的漩涡结构对高速列车尾涡的作用更加明显,尾车表面压力提升的面积也逐渐扩大。3种不同角度的涡流发生器对高速列车的尾涡均有抑制作用:安装角为75°时,尾车气动减阻3.94%、升力减少22.69%;安装角为60°时,尾车气动减阻2.78%,升力减少20.82%;安装角为45°时,尾车气动减阻1.47%,升力减少14.46%。提出的涡流发生器抑控方法可有效减弱高速列车尾涡强度,改善尾车流线型区域压力分布,继而改善尾车气动性能。研究成果可为更高速列车的尾迹流动研究提供参考。
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关键词
高速列车
涡流发生器
气动减阻
气动降升
尾部流场
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职称材料
城际列车梳齿状涡流发生器气动减阻研究
被引量：
2
3
作者
商雯斐
高广军
姜琛
《铁道学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第9期56-63,共8页
为减小钝体头型城际动车组的气动阻力,开展尾车车体与头型变截面区处梳齿状涡流发生器气动减阻效应研究。针对保留底部转向架基本气动外形的头车-中间车-尾车列车简化模型,采用Realizable k-ε湍流模型研究梳齿状涡流发生器对列车尾部...
为减小钝体头型城际动车组的气动阻力,开展尾车车体与头型变截面区处梳齿状涡流发生器气动减阻效应研究。针对保留底部转向架基本气动外形的头车-中间车-尾车列车简化模型,采用Realizable k-ε湍流模型研究梳齿状涡流发生器对列车尾部流动分离以及整车气动阻力的影响。结果表明:钝头城际列车尾部存在明显流动分离现象,同时伴随涡旋产生、发展与脱落。在列车尾部车体末端安装涡流发生器后,气流分离被有效延缓,涡旋产生与发展得到明显抑制,列车尾部流场结构显著优化。对列车进行气动力分析发现,在60 m/s速度下,安装涡流发生器后,尾车压差阻力降低22.07%,三车模型气动总阻力降低7.15%,可以有效减少城际列车碳排放。
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关键词
涡流发生器
城际列车
气动减阻
流动控制
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职称材料
题名
城际动车组永磁直驱转向架区域积雪仿真研究
1
作者
姜琛
何龙凤
李岩松
龙金兰
王家斌
刘明杨
机构
中南大学
重载快捷大功率电力机车全国
重点
实验室
中南大学
交通运输工程学院
中南大学
轨道交通列车安全保障技术国家地方联合工程研究中心
中南大学空气动力学铁路行业重点实验室
重庆
大学
高端装备机械传动全国
重点
实验室
出处
《湖南大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025年第6期1-13,共13页
基金
国家重点研发计划资助项目(2020YFA0710901)
国家自然科学基金资助项目(12372204)
湖南省自然科学基金资助项目(2023JJ30643)。
文摘
为了探究城际动车组永磁直驱转向架区域的积雪结冰问题,基于某城际动车组全尺寸三车模型,采用Realizable k-ε湍流模型的非定常雷诺时均方法(unsteady Reynoldsaveraged Navier-Stokes,URANS)和离散相模型(discrete phase model,DPM),在环境温度-30℃及动车运营速度160 km/h的仿真条件下,分别研究了永磁直驱转向架区域与普通转向架区域的风雪运动特性.研究结果表明:永磁直驱转向架与普通转向架相比,转向架区域流场结构复杂度低,气流流动较为顺畅,虽然转向架积雪较多,但去除电机部分积雪后,总的积雪质量减少了23.83%,制动夹钳总的积雪质量比普通转向架模型减少了78.368%.可见,在永磁直驱转向架中,大部分积雪附着在永磁直驱电机的表面,而其他部位,尤其是制动夹钳表面的积雪较少.考虑到电机在运行过程中会发热,这种热效应能够融化表面积雪,使得电机表面的积雪量减少.基于这些特点,采用直驱形式的城际动车组转向架在解决积雪和结冰问题上展现出明显的优势.
关键词
城际动车组
永磁直驱
转向架
积雪
数值模拟
Keywords
intercity EMU
permanent magnet direct-drive
bogie
snow accumulation
numerical simulation
分类号
U271.91 [机械工程—车辆工程]
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职称材料
题名
涡流发生器安装角度对高速列车尾车气动特性影响研究
被引量：
3
2
作者
杜健
张亮
田洪雷
黄凤仪
张洁
机构
中车青岛四方机车车辆股份有限公司
中南大学
交通运输工程学院
中南大学空气动力学铁路行业重点实验室
出处
《铁道科学与工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第10期3969-3977,共9页
基金
国家自然科学基金资助项目(52372370)
中国国家铁路集团有限公司科技研究开发计划(P2021J035)。
文摘
更高速度运行给高速列车尾车的平稳性和安全性带来了更大挑战,亟待开展尾车气动减阻降升技术研究。通过抑制高速列车尾涡结构的发展,探究涡流发生器控制下高速列车尾部流场结构的变化和其气动性能的改变。采用数值仿真方法研究3种不同角度涡流发生器对高速列车尾部流场的影响,分析涡流发生器作用下高速列车尾部表面压力分布以及周围流场速度变化规律,确定列车明线运行尾涡控制的涡流发生器安装角度。研究结果表明:涡流发生器提升了高速列车尾车流线型头部区域表面压力,并对列车尾流区域流场产生了显著影响,减小了列车的压差阻力和气动升力。尾车鼻尖点附近低速区域远离鼻尖点,并向更远处发展。随着安装角度增加,涡流发生器生成的漩涡结构对高速列车尾涡的作用更加明显,尾车表面压力提升的面积也逐渐扩大。3种不同角度的涡流发生器对高速列车的尾涡均有抑制作用:安装角为75°时,尾车气动减阻3.94%、升力减少22.69%;安装角为60°时,尾车气动减阻2.78%,升力减少20.82%;安装角为45°时,尾车气动减阻1.47%,升力减少14.46%。提出的涡流发生器抑控方法可有效减弱高速列车尾涡强度,改善尾车流线型区域压力分布,继而改善尾车气动性能。研究成果可为更高速列车的尾迹流动研究提供参考。
关键词
高速列车
涡流发生器
气动减阻
气动降升
尾部流场
Keywords
high-speed train
vortex generator
aerodynamic drag reduction
aerodynamic lift force reduction
wake flow
分类号
U270.11 [机械工程—车辆工程]
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职称材料
题名
城际列车梳齿状涡流发生器气动减阻研究
被引量：
2
3
作者
商雯斐
高广军
姜琛
机构
中南大学
重载快捷大功率电力机车全国
重点
实验室
中南大学
轨道交通安全教育部
重点
实验室
中南大学空气动力学铁路行业重点实验室
出处
《铁道学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第9期56-63,共8页
基金
国家重点研发计划(2020YFA0710901)
国家自然科学基金(12002395)。
文摘
为减小钝体头型城际动车组的气动阻力,开展尾车车体与头型变截面区处梳齿状涡流发生器气动减阻效应研究。针对保留底部转向架基本气动外形的头车-中间车-尾车列车简化模型,采用Realizable k-ε湍流模型研究梳齿状涡流发生器对列车尾部流动分离以及整车气动阻力的影响。结果表明:钝头城际列车尾部存在明显流动分离现象,同时伴随涡旋产生、发展与脱落。在列车尾部车体末端安装涡流发生器后,气流分离被有效延缓,涡旋产生与发展得到明显抑制,列车尾部流场结构显著优化。对列车进行气动力分析发现,在60 m/s速度下,安装涡流发生器后,尾车压差阻力降低22.07%,三车模型气动总阻力降低7.15%,可以有效减少城际列车碳排放。
关键词
涡流发生器
城际列车
气动减阻
流动控制
Keywords
vortex generator
intercity train
aerodynamic drag reduction
flow control
分类号
U270 [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
城际动车组永磁直驱转向架区域积雪仿真研究
姜琛
何龙凤
李岩松
龙金兰
王家斌
刘明杨
《湖南大学学报(自然科学版)》
北大核心
2025
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
涡流发生器安装角度对高速列车尾车气动特性影响研究
杜健
张亮
田洪雷
黄凤仪
张洁
《铁道科学与工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
3
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下载PDF
职称材料
3
城际列车梳齿状涡流发生器气动减阻研究
商雯斐
高广军
姜琛
《铁道学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
2
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职称材料
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