为研究强风作用下风攻角对车-桥系统气动特性以及车桥耦合振动的影响,以某大跨度铁路悬索桥为研究对象,通过节段模型风洞试验测得在不同风攻角条件下的车、桥气动力并探寻其受风攻角变化影响的规律。依据弹性系统动力学总势能不变值原理进一步建立可考虑风荷载作用的车-桥系统耦合振动方程,求解方程并就风攻角变化对桥梁和列车的动力响应的影响进行分析研究。研究结果表明风攻角对由悬索桥和列车组成的车-桥系统的气动特性影响较大。当风攻角向负向增大时,桥梁阻力系数增幅较大;当风攻角向正向增大时,桥梁阻力系数增幅较为平缓;当风攻角绝对值较大时,车辆阻力系数较大并在风攻角为-8°时有最大值。强风下车-桥系统耦合振动响应对风攻角的变化较为敏感,当风攻角为-8°时,桥梁主跨跨中处横向及竖向振动位移有最大值,列车动力响应...

为研究风屏障布局对公铁同层桁架桥-列车系统气动特性影响,以高为2.5 m、透风率为30%的风屏障为例,对某大跨度公铁同层钢桁架悬索桥进行节段模型风洞试验,测试不同风屏障布置形式(单、双侧)和布置位置(内、外侧)条件下车桥系统气动特性。研究结果表明当风屏障布置在主梁外侧时,风屏障对主梁阻力系数的影响大于其布置在内侧时的影响,风屏障对列车的遮挡效果也比风屏障布置在内侧的遮挡效果好;下游内侧风屏障对车桥系统气动特性几乎无影响,但下游外侧风屏障不仅会增大主梁阻力系数,同时能减小列车升阻力系数,影响列车各面风压特别是背风面负压区;在该桁架桥外侧布置双侧风屏障时,主梁阻力系数仅增大10%,而列车阻力系数减小55%,风屏障效果较好。

公铁同层桁架桥内的列车所处风环境复杂,随着公铁同层桥梁桥面越来越宽,侧风作用下列车的安全问题越来越突出。为研究风屏障对公铁同层桁架桥-列车系统气动特性影响,对某大跨度公铁同层桁架悬索桥进行节段模型风洞试验,以30%透风率风屏障为例,测试了不同风屏障布置形式(单、双侧)、布置位置(内、外侧)和4种高度(2.5 m、3.0 m、3.5 m和4.0 m)条件下车桥系统气动特性。结果表明下游内侧风屏障对车桥系统气动特性几乎无影响,但下游外侧风屏障会增大主梁阻力系数,同时减小列车升阻力系数,影响列车背风面负压区甚至列车其余各面风压;风屏障布置在外侧时对主梁阻力系数的影响大于风屏障布置在内侧时,对列车的遮挡效果也优于风屏障布置在内侧时;随着风屏障高度增加,主梁阻力系数逐渐增大,列车升阻力系数逐渐减小,但车桥气动力系数随风屏障的...

为研究不同风向角下高速铁路列车气动力特性,分析流线型列车周围流场结构差异对列车气动力影响,以高速铁路典型CRH2列车为研究背景,采用风洞试验和数值模拟相结合的研究手段对不同工况下列车气动力和流场结构进行分析。研究结果表明测压和测力试验结果具有很好的一致性,数值模拟与风洞试验结果吻合良好,可用来分析风向角对列车气动特性的影响;分析得出头车和中车的风压分布和气动力变化规律显著不同,随着风向角的增大,头车侧力系数和升力系数先增大后减小,在风向角为60°左右达到最大值,中车侧力系数和升力系数一直增大,列车绕流状态具有明显的三维特性,不同风向角下气流绕列车呈不同绕流形式,在小于60°风向角下,列车绕流场主要呈流线型结构绕流特性,而大于60°风向角下,列车绕流场主要表现为钝体绕流特性,两种不同绕流状态导致...

我国沿海地区已规划(有部分已建成)多条重要的且穿越居民聚集区的高铁线路,多种型式的全封闭矩形式声屏障将在该区域的高铁沿线上广泛运用。近年来,在西太平洋生成的较大台风频繁在该地区登陆,该地区高铁桥上声屏障结构频繁遭遇强横风侵袭。为给高铁桥上全封闭矩形式声屏障结构的抗风设计提供理论依据,参照缩尺比为1∶16.8的列车-声屏障动模型试验装置,建立相同比例的横风-列车-桥梁-声屏障三维精细化CFD数值仿真模型;采用大涡模拟(LES)方法分析横风作用下2种全封闭矩形式声屏障的气动压力以及流场结构;基于本征正交分解(POD)理论,采用Matlab软件分别对横风作用下2种全封闭矩形式声屏障的绕流流场进行分解,探讨各阶模态对其湍动能的贡献。研究结果表明1)全封闭矩形式声屏障绕流流场的湍流强度在纵向分布上呈两端小、中间大的规律,内部...

横风作用下桥上车辆的运行安全性和舒适性已得到越来越多的关注。准确了解桥上车辆气动特性是评估强风作用下行车安全性和舒适性的基本前提。由于公铁同层桥上汽车和列车存在显著的相互气动影响,使得车辆气动特性更为复杂。本文以集装箱卡车和CRH2高速列车为例,通过风洞试验对某大跨公铁同层桥上车辆气动特性开展研究。试验结果表明,公铁同层桥上列车与公路车辆之间的空气动力干扰随着列车(轨道上游,轨道下游)和公路车辆(迎风侧,背风侧)的位置以及轨道上放置的列车数量而变化;列车对上游的公路车辆气动力影响较小,对下游的公路车辆影响较大,且公路车辆侧力系数受列车干扰效应最为显著;桥上公路车辆仅对列车有限宽度的表面压力分布有影响,对该范围内的列车升力系数影响最大,列车的其他气动力则主要受相邻列车气动干扰的影响。 ...

温度是工业生产过程中一个主要的被控参数。目前,大多采用常规PID控制器实现对温度的控制.但实际温度控制系统工况复杂、参数多变、大惯性、大滞后,常规PID控制器难以对其高精度进行控制。针对这些问题,这里提出一种基于FPGA的温度模糊自适应PID控制器设计方案,该方案将传统PID控制与现代模糊控制相结合,应用模糊推理方法实现对PID参数的自动整定。该控制器对恒温箱控制系统的控制效果明显优于常规PID控制器。