随着列车速度不断提高,转向架对整车气动阻力的影响越来越大,也是研究轮轨关系及地面效应的基础。采用数值计算方法对有无转向架列车不同运行速度和横风风速下的气动特性进行了数值计算,研究了转向架对列车气动特性的影响。研究结果表明:当无横风时,有无转向架列车受到的气动阻力和升力均近似与列车运行速度的平方成正比,而转向架受到的空气阻力约占总阻力的25%,且随着列车速度的增加而增加,但增加幅度较小;横风对列车的气动阻力、气动升力、侧向力影响都很大,且相同横风下,考虑转向架时列车的气动阻力约为不考虑时的1.7倍。

合理有效的气动减阻技术是我国研发运营速度400+km/h高速列车的过程需展开深入研究的重点内容。首先阐述了高速列车气动阻力的基本分布特征,并针对国外下一代更高速列车的气动减阻技术进行了调研,尤其分析了欧洲、日本和韩国的下一代更高速列车气动减阻技术的特征,总结了国外下一代高速列车气动减阻的关键技术与方法。然后根据列车气动减阻技术实施部位的差异,从列车头型优化以及转向架、受电弓和风挡等局部结构优化两个方面对我国目前高速列车气动减阻技术研究现状进行了分析和梳理,同时归纳了新型气动减阻技术的研究现状。最后在综合国外下一代更高速列车气动减阻技术与我国气动减阻技术研究的基础上,对我国更高速(400+km/h)列车气动减阻技术中可行性较高且效果明显的发展方向进行了展望与建议,为我国更高速列车气动减阻技术的...

为揭示横风下车体运动对高速列车气动性能的影响规律,通过数值模拟对典型车体运动形态下的横风气动性能开展研究。首先基于实车试验确定了横风下的车体典型运动形态并定义研究工况,然后通过改进的延迟分离涡模拟(IDDES)方法详细分析不同工况下的车体与转向架的气动载荷,以及列车周围的流场结构与表面压力变化情况。研究结果表明横风下高速列车车体运动主要表现为侧滚与横移,车体的侧滚运动对列车升力的影响最明显,头、中、尾车升力均随着车体从迎风侧向背风侧运动而增大,并且车体向背风侧运动时,头车升力增大的幅度大于车体向迎风侧运动相同角度时减小的幅度;当车体运动时,第1转向架横向力、升力与倾覆力矩均增大;车体运动对列车头部、背风侧以及尾部的流动均有较明显的影响,车体向背风侧运动时,头车鼻尖区域流速降低,尾车鼻...

通过采用三维瞬态DDES数值方法模拟强横风下,在路堤上运行的高速列车周围流场,对比3,6,9和12 m 4种路堤高度对高速列车瞬态气动性能的影响。研究结果表明强横风下,随着路堤高度的增加,列车两侧压力差增大,并影响列车周围流速分布,使得流场情况更为复杂。瞬态流场结构显示,在路堤高度增加之后,车体背风侧的涡结构逐渐由体积较小、脉动频率较高、能量较小的分离状逐渐转变为融合度更高、体积更大、脉动频率较低、能量较大的涡结构,将会使得车体运动的稳定性受到更大影响,更容易发生倾覆危险。从气动力来看,随着路堤高度的增加,头车受到的气动载荷增加较大。

针对高速列车气动噪声越来越大的问题,本文以高速列车某车型为参考建立1∶1受电弓区域局部模型,基于宽频带噪声源模型、LES大涡模拟及FW-H声学模型,运用弓头仿生降噪和底部空腔主动射流降噪的整体降噪措施,采用数值模拟法研究高速列车受电弓区域的降噪效果。结果表明受电弓弓头和底部空腔是气动噪声的主要来源;降噪后,主要噪声源的声功率级都有了较大降幅,其中弓头和空腔部位分别降低了15.28 d B和16.92 d B;中高楼层住宅处的降噪效果更佳,最大声压级降低位置在距地面18 m高处(距受电弓25 m远处),降低了4.94 d BA;远场声压级在低频区域降噪效果更为显著,特别是在800 Hz位置声压级降幅最大,降低了8.21 d BA。

针对高速列车气动噪声越来越大的问题,本文以高速列车某车型为参考建立11受电弓区域局部模型,基于宽频带噪声源模型、LES大涡模拟及FW-H声学模型,运用弓头仿生降噪和底部空腔主动射流降噪的整体降噪措施,采用数值模拟法研究高速列车受电弓区域的降噪效果。结果表明受电弓弓头和底部空腔是气动噪声的主要来源;降噪后,主要噪声源的声功率级都有了较大降幅,其中弓头和空腔部位分别降低了15.28 d B和16.92 d B;中高楼层住宅处的降噪效果更佳,最大声压级降低位置在距地面18 m高处(距受电弓25 m远处),降低了4.94 d BA;远场声压级在低频区域降噪效果更为显著,特别是在800 Hz位置声压级降幅最大,降低了8.21 d BA。

随着高速列车运行速度的提高,其气动噪声问题逐渐凸显,如何准确快速预测高速列车的远场气动噪声成为关键.利用半自由空间的Green函数求解FW-H方程,推导了考虑半模型时的远场声学积分公式,提出通过半模型的数值计算结果预测全模型高速列车远场气动噪声的方法;建立了全模型和半模型高速列车的气动噪声数值计算模型,应用改进延迟的分离涡模拟方法对不同模型高速列车表面的气动噪声源进行求解;通过风洞试验进行了全模型高速列车的数值仿真计算方法验证;对比分析了全模型和半模型高速列车周围的流场结构、气动噪声源和远场气动噪声特性.结果表明半模型高速列车数值计算得到的列车周围流场结构、气动噪声源以及远场气动噪声特性与全模型的一致;采用半模型计算会过高估计列车尾车流线型区域表面压力的波动程度和噪声源的辐射强度,但...

为降低高速列车受电弓部位的气动噪声,对受电弓底部空腔采用射流降噪的主动控制方法。建立高速列车纯空腔射流参数化模型,选用合适的数值模拟方法对参数模型进行流场和声场的对比分析计算,在保证空腔后壁面阻力系数尽量小的情况下,得到使空腔远场降噪效果最佳的射流方式。根据射流设计变量与相关力系数、远场噪声等优化目标之间的非线性关系,选用支持向量回归-多目标遗传优化设计算法,对已有的数值计算样本进行多目标寻优设计,获得一系列Pareto最优射流方式。结果表明空腔射流流量与流场、声场变化无明显线性关系,射流位置在空腔壁面偏上位置时降噪效果更好;受电弓空腔固有频率与声场峰值频率范围不同,避免了声腔共振的问题。研究空腔射流对受电弓的影响,发现受电弓弓头升力系数不受射流影响,并且降噪效果优于纯空腔射流,整体...

减振器内部流道尺寸、节流阀的开启时刻、开阀速度和最大开度等参数是影响减振器性能的关键。为了研究相关参数对减振器阻尼特性的影响规律,以高速列车某型二系垂向减振器为研究对象,利用外部台架试验测量和内部流场三维动态仿真计算相结合的方法获得了不同参数下阻尼力的变化曲线,得到了常通孔尺寸、节流阀开阀时刻、开阀速度和最大开度对阻尼特性曲线的影响规律。在此基础上计算分析了减振器在不同运动速度下的外特性,获得了减振器运动速度与节流阀开启情况的关系,可为高速列车减振器的结构设计提供参考。

多属性群决策具有决策指标难以全面评判方案,决策权重难以准确定义,决策方式过于主观三方面难度,造成决策准确性不高。针对高速列车主机厂供应商决策中的以上决策难度,首先基于全寿命周期建立适合主机厂供应商决策的多属性指标体系,并根据各部门职责确定各指标项的决策人员;然后基于此多属性群决策指标体系对各方案进行赋值,并对不同数据类型的值进行二元语义一致性转化,接着在此基础上采用改进的离差最大化方法综合考虑指标在决策体系中的重要度（确定属性权重）及各指标项决策信息的差异（确定可变权重）;然后通过计算各方案与理想方案的灰色关联度来进行决策。最后,以某主机厂空气弹簧供应商决策为例,证明了此方法可实现主机厂供应商的合理决策。