采用大涡模拟与声类比相结合的方法，对高速列车车辆连接部位不同尺寸参数时的气动噪声进行了数值模拟，并提出降噪改进方案。研究得到了高速列车以300km／h速度运行时车辆连接部位的气动噪声分布，结果表明：车辆连接部位气动噪声在很宽的频带内存在，是宽频噪声；各监测点气动噪声频谱在低频时幅值较大，随着频率的增大先增大后减小，1／3倍频程A声压级主要集中在315～1000Hz频率范围内；车辆连接部位不同尺寸参数中，气动噪声声压级幅值随着凹槽长度L和高度H的增大而有所增加；采用全风挡方案较无风挡时，有效避免气流在凹槽内剧烈扰动，气动噪声显著改善，声压级平均降幅约为9．4％，总声压级平均降幅4．27dBA；研究结果为低噪高速列车的初期研制设计提供科学依据。

针对铁路单层集装箱表面结构单一、气动阻力特性差等问题,本文设计了适用于集装箱的三角形、梯形、弧形和矩形表面形式沟槽结构.利用ANSYS Fluent软件,采用基于Realized k-ε湍流模型和SIMPLE算法,对比了4种不同表面形式沟槽的集装箱列车模型的气动阻力,结果表明明线情况下,弧形沟槽结构集装箱列车气动阻力最小;不同表面形式沟槽结构的集装箱列车所受的气动阻力差异主要来自于集装箱;集装箱的压差阻力贡献了主要的气动阻力,弧形沟槽结构集装箱压差阻力最小,而摩擦阻力最大.

未来磁浮交通要实现全国范围内大跨度、长距离运输,必须要适应和满足不同环境要素带来的动态影响。我国幅员辽阔,气候环境复杂多变,为了探明环境温度变化对高速磁悬浮列车气动特性影响,采用基于SST k-ω湍流模型的数值计算方法,研究环境温度在−50~50℃区间的列车明线单车运行气动特性。研究结果表明随着环境温度的升高,列车气动压差阻力和黏性阻力均减小;由于温度升高带来的密度减小、黏性增大效应对压差阻力的影响程度大于对黏性阻力的影响;列车气动升力亦随着环境温度的升高而减小,头、尾车气动升力对环境温度改变更为敏感。从高寒−50℃增加到高温50℃,列车气动阻力和升力变化幅度达到27%和28%。列车运行速度的提高使得环境温度对列车气动阻力和升力的影响程度越大,运行速度从250 km/h增加到350 km/h时,−50℃下的列车气动阻力和升力...

为探索高速列车气动减阻新方法,采用基于Realizable k-ε的数值计算方法探索在列车尾部不同位置以不同速度射流对列车周围湍流流场和气动阻力的影响规律。研究结果表明在列车等截面车身和流线型尾部过渡位置(位置1)和尾车挡风玻璃上方流动分离位置(位置2)设置射流具有明显的减阻效果;当射流速度小于0.12倍车速时,位置1射流具有最佳减阻效果,整车减阻率高达4.88%(射流速度为0.05倍车速);当射流速度大于0.12倍车速时,位置2射流减阻效果更显著,减阻率在0.2倍车速时达到最大,整车减阻率达2.99%;不同列车运行速度下,各位置以不同速度射流对列车气动阻力的影响规律一致,但减阻率随列车运行速度的增大呈减小趋势。

为探究桥上运动列车穿越龙卷风风场时其周围瞬态流场的流动特性,通过数值方法开展了恶劣环境下的车桥耦合气动特性研究,以保障列车的运行安全。采用三维、不可压N-S方程和工程上应用广泛的k-ε湍流模型,以及滑移网格技术,对桥上运动列车沿不同横向中心间距和不同运行速度穿越龙卷风风场时,其表面压力分布及气动载荷变化情况进行了计算分析。结果表明1)列车的表面压力系数随列车与龙卷风中心的横向间距增加而表现出减小的趋势,且背风侧的压力系数较之迎风侧更为显著;2)随列车沿纵向方向靠近风场中心,其附近的压力分布呈现由对称分布向非对称分布的变化趋势,而随列车穿越风场并远离龙卷风风场中心时,列车周围压力表现出与之靠近风场中心时反向对称的特点;3)随着列车与风场中心纵向距离的变化,其头车的气动载荷系数均表现出了双峰...

为研究高速铁路声屏障遭受下击暴流灾害时的气动安全特性,本文采用三维、不可压缩N-S方程和适用于风场模拟的RNG k-?湍流模型,对铁路声屏障在下击暴流风场不同径向位置下的流场分布和气动载荷变化进行数值计算分析.结果表明随着距风场径向距离的增加,近风场中心侧声屏障的侧向力呈现先增大后减小的趋势,当声屏障位于1倍风场直径时所受到的侧向力最大;背风场中心侧声屏障侧向力在位于0.75倍风场直径位置后由正向变为负向,但其侧向力绝对值仍在1倍风场直径位置时达到最大.沿声屏障长度方向,可依次分为中心段(下击暴流射流入口圈内)、过渡段(下击暴流射流入口圈边缘)和外围段(下击暴流射流入口圈外)3个区段,中心段监测单元受到气动载荷影响最为明显;随着下击暴流风速增加,两侧声屏障侧向力均逐渐增大,并与下击暴流风场风速的平方近似...

利用CATIA软件建立了城际列车4种不同的头部外形方案,并基于三维、瞬态、不可压的N-S方程和k-ε湍流模型,采用滑移网格技术,对这4种头型方案的流线型头部长度和纵向对称面最大控制型线变化对列车明线交会压力波及气动力的影响进行了数值仿真.计算结果表明:在外形变量相同的情况下,增加流线型头部长度和纵向对称面最大控制型线由外凸到内凹变化,均能有效改善列车运行时的交会性能;对比分析发现,4种头型方案中,方案4的明线交会气动性能最佳,其交会压力波、侧向力、升力和倾覆力矩比性能较差的方案1分别下降了11.57%、 7.40%、 8.19%和7.56%.

浮子活门综合实验台是对浮子活门性能进行检测的综合实验台,在实验过程中需要对液位进行较精确的位置控制,文中给出了该控制系统的工作原理图,并针对控制系统传递函数进行了推导、建模及非线性仿真,对该系统可行性进行了分析。