采用空气动力学和车辆动力学2种分析方法,建立考虑横风作用的高速列车空气动力学模型,分析不同风速及车速条件下列车所受的气动载荷特性变化规律;建立车辆-轨道耦合动力学模型,对高速列车在不同风速横风和轨道不平顺组合作用下头车、尾车和中间车的蛇行失稳临界速度、蛇行振动极限环幅值、蛇行振动频率、蛇行失稳特征等进行对比分析。结果表明高速列车通过横风区段时产生的气动载荷对其蛇行失稳临界速度有明显影响,头车的蛇行临界速度较无风时明显下降,尾车及中间车的降幅次之;无风与风载工况下车辆的蛇行失稳形式存在本质区别,无风工况下车辆易发生二次蛇行,风载作用下车辆易发生一次蛇行;风载作用下,车辆发生蛇行失稳的最不利工况为较大的等效气动横向力和较大的气动升力共同作用的组合工况;风载和轨道不平顺的持续时间对...

基于风压载荷空气动力学控制方程,利用计算流体力学软件FLUENT,分析高速列车在不同线间距隧道内,以不同速度级等速交会时的车体表面风压和受到的气动力;将隧道内交会时受到的气动力以时程荷载的形式施加到车辆动力学模型中,分析其对各项车辆动力学性能的影响规律,并进行安全性和平稳性指标分析。结果表明:列车在隧道内等速交会时,头车所受的气动阻力、升力、横向力最大;高速列车表面所受的风压极值与速度的2.2~2.3次方成正比,所受的气动阻力、升力、横向力与速度的1.8~2.4次方成正比;隧道内高速交会对车辆安全性指标影响不大,仅在交会瞬间产生较大的车体横向振动,当运行速度达到400km·h^-1时各项安全性、舒适性指标均满足限值要求。

微细气泡因其具有尺寸小、上升速度慢和传质效率高等特点,在污水处理、超声成像和皮肤清洁等领域具有可观的潜在应用价值。以微流控方法生成微细气泡为研究对象,针对T形微流道中气、液二相流体相互作用机制,开展基于COMSOL的微细气泡生成特性数值模拟研究,观测不同时刻下的微细气泡的形态特征,分析气体压强、液体流量、气体通道宽度、混合界面润湿性等因素对微细气泡生成特性的影响规律,并研制T形微流控芯片,通过微细气泡生成特性测试系统开展试验验证,为微细气泡定量精准可控生成提供仿真与试验依据。

为解决河道水体检测过程中试剂消耗大、样品分析时间长、二次污染等问题,利用微流控技术和臭氧化学发光原理,研制了微流控芯片,搭建河道水体化学需氧量检测的硬件系统和软件系统。化学需氧量是利用化学方法检测水体中被氧化的还原性物质的量,是评价水体受污染程度的综合指标。利用该系统进行试验研究,分析数据采集系统采集化学发光信号,并进行数据拟合分析。根据化学发光强度与化学需氧量的对应关系,间接获得化学需氧量值,并与标准重铬酸钾法进行比较;结果表明,两者的平均偏差小于±5%,验证了该化学需氧量检测系统的可靠性和准确性。