高速列车气动阻力分布特性研究 被引量：73

1

作者 姚拴宝 郭迪龙 +1 位作者 杨国伟 李明高 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期18-23,共6页

针对由8辆车组成的CRH3型动车组的实际外形,生成约1.6亿个计算网格,采用大规模并行计算,模拟单列高速列车在明线轨道上以350km/h速度运行时的气流流场,并对列车各组成部分的气动阻力特性进行统计和归类,给出各部件气动阻力对列车总气动... 针对由8辆车组成的CRH3型动车组的实际外形,生成约1.6亿个计算网格,采用大规模并行计算,模拟单列高速列车在明线轨道上以350km/h速度运行时的气流流场,并对列车各组成部分的气动阻力特性进行统计和归类,给出各部件气动阻力对列车总气动阻力的贡献,为高速列车局部减阻优化设计提供参考。 展开更多

关键词 高速列车 复杂外形 气动阻力 数值模拟

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高速列车受电弓非定常气动特性研究 被引量：24

2

作者 郭迪龙 姚拴宝 +1 位作者 刘晨辉 杨国伟 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第11期16-21,共6页

受电弓系统的受流特性对高速列车的安全运行至关重要,受电弓的非定常气动特性严重影响受电弓系统的受流状态。本文采用脱体涡模拟(DES),对高速列车受电弓的非定常气动特性进行深入研究。研究表明:受电弓脱体涡的强度、脱落频率对受电弓... 受电弓系统的受流特性对高速列车的安全运行至关重要,受电弓的非定常气动特性严重影响受电弓系统的受流状态。本文采用脱体涡模拟(DES),对高速列车受电弓的非定常气动特性进行深入研究。研究表明:受电弓脱体涡的强度、脱落频率对受电弓气动升力系数影响很大。无横风条件下,受电弓受到的升力为负升力,列车运行速度为350km/h时,其升力的波动幅度达110%,速度增加,其波动幅度增大,频率增大,受电弓的横向受力很小;横风条件下,受电弓的升力振动频率与无横风时有很大不同,升力系数变化不大,侧向力随横风速度的增大而增大。研究结果为高速受电弓的优化设计提供了依据。 展开更多

关键词 受电弓 升力系数 脱体涡模拟 振动

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基于Kriging代理模型的高速列车头型多目标优化设计 被引量：19

3

作者 姚拴宝 郭迪龙 +2 位作者 孙振旭 杨国伟 陈大伟 《中国科学：技术科学》 EI CSCD 北大核心 2013年第2期186-200,共15页

随着列车运行速度的提高,气动阻力成为制约列车提速和节能环保的重要因素之一,尾车的气动升力是影响列车乘坐舒适性和运行安全性的关键气动载荷.本文针对CRH380A三辆编组简化外形,以整车气动阻力和尾车气动升力为优化目标,结合局部型函... 随着列车运行速度的提高,气动阻力成为制约列车提速和节能环保的重要因素之一,尾车的气动升力是影响列车乘坐舒适性和运行安全性的关键气动载荷.本文针对CRH380A三辆编组简化外形,以整车气动阻力和尾车气动升力为优化目标,结合局部型函数三维参数化方法和基于迭代局部搜索算法的带有极大极小准则的中心拉丁超立方采样方法,提出了一套基于自适应非劣分类遗传算法的高速列车头型有约束多目标气动优化设计方法.研究结果表明:局部型函数参数化方法可以较好的应用于复杂三维气动外形的优化设计;自适应非劣分类遗传算法能够较为准确、高效的找到Pareto最优解集;优化后,三辆编组简化外形的整车气动阻力减小3.2%,尾车升力系数减小8.24%,流线型部分的体积减小2.16%,真实外形的整车气动阻力减小2.26%,尾车气动升力减小19.67%,两种外形的气动力变化主要集中在鼻锥和尾锥的变形区域;本文提出的优化设计方法简单、高效,可以为高速列车气动外形多目标、带约束工程优化设计提供参考. 展开更多

关键词 多目标优化 KRIGING模型 遗传算法 气动外形 高速列车

原文传递

基于径向基函数网格变形的高速列车头型优化 被引量：18

4

作者 姚拴宝 郭迪龙 杨国伟 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第6期982-986,共5页

基于局部型函数三维参数化方法、改进的蚁群算法和改进的克里金(Kriging)代理模型,开展了列车头型的三维气动减阻优化设计研究.为了避免复杂几何外形大变形情况下千万量级网格的重复生成,提高高速列车头型优化设计的效率,引入了缩减控... 基于局部型函数三维参数化方法、改进的蚁群算法和改进的克里金(Kriging)代理模型,开展了列车头型的三维气动减阻优化设计研究.为了避免复杂几何外形大变形情况下千万量级网格的重复生成,提高高速列车头型优化设计的效率,引入了缩减控制点的径向基函数网格变形技术.优化结果表明:径向基函数网格变形技术在不降低网格质量的情况下可以有效缩短网格变形的时间消耗,能够用于复杂几何外形的气动优化设计;在给定的设计空间内,控制鼻锥外形的6个关键设计参数对列车气动阻力的影响呈单调递增关系;优化后,在满足约束条件的情况下,简化外形列车的整车气动阻力减小5.41%,头尾车减阻效果明显,中间车气动阻力基本不变. 展开更多

关键词 网格变形 蚁群算法 气动阻力 径向基函数 高速列车

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高速磁浮列车气动升力特性 被引量：18

5

作者 丁叁叁 姚拴宝 陈大伟 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期228-234,共7页

高速磁浮列车的气动升力是列车悬浮和导向控制的关键气动载荷,以五辆编组高速磁浮列车为研究对象,利用数值计算方法分析高速磁浮列车气动升力的分布规律,研究列车气动升力的影响因素,结果表明,头车和尾车的气动升力分布最为恶劣,车体底... 高速磁浮列车的气动升力是列车悬浮和导向控制的关键气动载荷,以五辆编组高速磁浮列车为研究对象,利用数值计算方法分析高速磁浮列车气动升力的分布规律,研究列车气动升力的影响因素,结果表明,头车和尾车的气动升力分布最为恶劣,车体底部结构对气动升力的分布影响很大,车体底部与轨道梁之间的气隙流场特性决定了气动升力的分布规律。根据高速磁浮列车气动升力的分布规律,提出一种通过控制气隙空间的空气流量来控制列车气动升力的方法,数值计算和风洞试验表明,气动升力控制方法能够显著改变列车的气动升力,实现列车气动升力的精确控制,指导高速磁浮列车的气动升力工程设计。 展开更多

关键词 气动升力 磁浮列车 流动控制 风洞试验

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高速列车气动外形优化研究进展 被引量：12

6

作者 孙振旭 姚永芳 +7 位作者 郭迪龙 杨国伟 姚拴宝 张业 陈大伟 李桂波 尚克明 贾玲 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期51-74,共24页

随着运行速度的提升,高速列车对气动外形的要求也越来越高,追求性能优异、美观大方的气动外形是新型高速列车研发的一个重要方向.基于当前高速列车外形研发的思路,可以将气动外形优化概括为基于流场机理的改型优化和基于优化算法的外形... 随着运行速度的提升,高速列车对气动外形的要求也越来越高,追求性能优异、美观大方的气动外形是新型高速列车研发的一个重要方向.基于当前高速列车外形研发的思路,可以将气动外形优化概括为基于流场机理的改型优化和基于优化算法的外形优化两类.本文简要回顾了当前国内外在这两类优化途径上的系列工作,着重介绍了作者所在团队近年来做过的一系列气动外形优化工作.在基于流场机理的改型优化上,着重从“和谐号”和“复兴号”这两款主力车型的外形研发上探讨其改型优化的思路,主要探讨了空调导流罩、受电弓平台、风挡和转向架裙板几类对列车阻力影响较为明显的部件的优化设计,并介绍了其相对于上一代车型在气动性能上的提升.基于优化算法的外形优化方法,则因循气动外形优化流程,在列车外形已经具有较好性能的基础上,以高速列车头型流线型为主要优化对象,分别从高速列车参数化方法、替代模型开发以及优化算法改进三个方面进行介绍.其中,高速列车参数化方法主要介绍了局部型函数法、修正车辆造型函数法和类别/形状函数法三类;替代模型开发介绍了最优化替代模型和基于交叉验证的Kriging模型;在优化算法的改进上介绍了改进的非劣分类多目标粒子群算法和连续域混沌蚁群算法两方面的内容.基于上述三个方面介绍了气动外形优化策略在典型工程上的应用案例. 展开更多

关键词 气动外形 流场机理 优化算法 参数化 替代模型

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基于GA-GRNN的高速列车头三维优化设计 被引量：8

7

作者 姚拴宝 迪龙 杨伟 《中国科学：技术科学》 CSCD 北大核心 2012年第11期1283-1294,共12页

针对CRH380A高速列车头部外气动减问,设计了一种新基于由曲面局部函数参数化方法,出了一套基于实数编码遗传算法滑因义回归神经网络响应面模(GA-GRNN)气动外优化方法.优化果表明:局部函数参数化方法操作简单、实现方,使用少设计参数可... 针对CRH380A高速列车头部外气动减问,设计了一种新基于由曲面局部函数参数化方法,出了一套基于实数编码遗传算法滑因义回归神经网络响应面模(GA-GRNN)气动外优化方法.优化果表明:局部函数参数化方法操作简单、实现方,使用少设计参数可以控制较大区域,且能保证变形的光顺性和不同区域间滑过;使用同样样本点进行训练,GA-GRNN比GRNN的预测精高,更容易到全局最优;优化后,CRH380A三编简化外气动力减小8.7%,本文出优化设计方法简单、高效,为高速列车气动外工程优化设计供了新思路. 展开更多

关键词 气动阻力 GA-GRNN 参数化 高速列车

原文传递

高速受电弓非定常气动特性分析 被引量：8

8

作者 姚远 郭迪龙 +1 位作者 姚拴宝 杨国伟 《计算机辅助工程》 2012年第5期1-5,48,共6页

为保证高速列车受电弓与接触网之间具有良好的接触特性,针对强烈气流干扰会引起受电弓振荡的问题,用脱体涡模拟(Detached Eddy Simulation,DES)方法研究高速列车受电弓在开、闭口运行条件下的非定常抬升、阻力特性.结果表明,开、闭口运... 为保证高速列车受电弓与接触网之间具有良好的接触特性,针对强烈气流干扰会引起受电弓振荡的问题,用脱体涡模拟(Detached Eddy Simulation,DES)方法研究高速列车受电弓在开、闭口运行条件下的非定常抬升、阻力特性.结果表明,开、闭口运行对受电弓气动特性的影响有较大不同,尤其对受电弓及其滑板的抬升力波动影响明显.开口运行时整弓和滑板的抬升力波动幅度明显大于闭口运行;而开、闭口运行对整弓和滑板气动阻力的大小与波动幅度的影响很小。 展开更多

关键词 高速列车 受电弓 开口运行 闭口运行 脱体涡模拟 非定常气动力 滑板

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高速磁浮列车头型多目标气动优化设计 被引量：9

9

作者 姚拴宝 陈大伟 +1 位作者 丁叁叁 庞世俊 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第2期98-106,共9页

针对常温常导高速磁浮列车头型的几何特点,将其分为流线型和设备舱2个部分,采用改进的VMF参数化方法和曲面离散方法,分别进行参数化设计;对提取的12个设计参数,结合计算流体力学方法、支持向量机模型和多目标粒子群算法,以整车气动阻力... 针对常温常导高速磁浮列车头型的几何特点,将其分为流线型和设备舱2个部分,采用改进的VMF参数化方法和曲面离散方法,分别进行参数化设计;对提取的12个设计参数,结合计算流体力学方法、支持向量机模型和多目标粒子群算法,以整车气动阻力系数和尾车气动升力系数为优化目标,以头车气动升力系数为约束条件,进行高速磁浮列车头型多目标气动优化设计,并进行设计参数的灵敏度分析;对优化外形进行工程化改进和风洞试验验证。结果表明:参数化设计方法能够利用较少的设计参数描述高速磁浮列车头型;减少计算量且提高优化效率的支持向量机模型的预测精度满足设计要求;头型长度是影响高速磁浮列车气动性能的关键设计参数,水平剖面型线对头尾车气动升力的影响较为显著;较原始外形,采用根据工程设计要求改进的优化外形后,整车气动阻力系数减小19.2%,头车和尾车气动升力系数分别减小24.8%和51.3%。 展开更多

关键词 头型设计 磁浮列车 气动参数 多目标优化 参数化设计

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基于压力分布的高速列车气动力计算方法 被引量：8

10

作者 曹志伟 姚拴宝 +2 位作者 陈大伟 林鹏 邓小军 《科学技术与工程》 北大核心 2017年第5期289-297,共9页

基于径向基函数的气动压力插值方法和摩擦力计算模型,提出了一种可用于高速列车线路试验的气动力快速计算方法。该方法只需测得车体表面若干测点的压力,然后基于这些测点的压力值,使用径向基函数插值方法得到车体表面压力分布;并采用数... 基于径向基函数的气动压力插值方法和摩擦力计算模型,提出了一种可用于高速列车线路试验的气动力快速计算方法。该方法只需测得车体表面若干测点的压力,然后基于这些测点的压力值,使用径向基函数插值方法得到车体表面压力分布;并采用数值积分方法与平板边界层摩擦力计算模型能够快速得到气动压差力和气动摩擦力。列车附属部件几何外形复杂,难以通过插值方法获取表面压力分布;为此,基于八辆编组真实外形,给出了各附属部件对列车气动力贡献度,从而使本文提出的方法能够应用于线路试验和动模型试验。为验证计算方法的有效性,针对高速列车三辆编组简化外形头尾车流线型部分,采用数值计算方法对比分析了气动阻力和气动升力计算结果与计算结果;针对三辆编组风洞试验外形分析了气动阻力试验值和计算值。结果表明:提出的计算方法能够满足工程精度要求。 展开更多

关键词 气动力 压力分布 摩擦系数 径向基函数 高速列车

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高速磁浮列车隧道交会时洞内压力波动数值模拟研究 被引量：7

11

作者 贾永兴 杨振 +1 位作者 姚拴宝 梅元贵 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期86-94,共9页

应用一维可压缩非定常不等熵流动模型和广义黎曼变量特征线法,研究时速600 km等级高速磁浮列车交会时隧道内压力峰值的分布规律,分析隧道长度、隧道净空面积、列车运行速度和列车长度对列车交会时隧道内压力峰值的影响规律。结果表明:... 应用一维可压缩非定常不等熵流动模型和广义黎曼变量特征线法,研究时速600 km等级高速磁浮列车交会时隧道内压力峰值的分布规律,分析隧道长度、隧道净空面积、列车运行速度和列车长度对列车交会时隧道内压力峰值的影响规律。结果表明:隧道中央测点的压力波动最剧烈,压力峰值以隧道中央位置为中心点往隧道2侧对称分布;列车运行速度为400~650 km·h^-1、列车编组为3~10辆时,基于隧道内压力峰值的最不利隧道长度在160~1000 m范围;隧道内压力峰值均随隧道净空面积增加而减小,随列车运行速度的增大而急剧增大,列车长度对其基本无影响;拟合发现隧道内压力峰值与隧道净空面积约-1.1^-1.4次幂成正比,与列车运行速度约2.0~3.8次幂成正比;当采用现有350 km·h^-1等级高速铁路双线隧道净空面积标准,并且2列列车以600 km·h^-1交会时,隧道内压力峰值高达±30 kPa,必须增大隧道净空面积或增设竖井等减压设施以满足ERRI医学健康标准。 展开更多

关键词 高速磁浮列车 隧道压力波 列车交会 隧道长度 隧道净空面积 列车运行速度 列车长度

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单线高速铁路隧道入口缓冲结构几何外形优化设计 被引量：7

12

作者 姚拴宝 陈大伟 +2 位作者 林鹏 刘韶庆 丁叁叁 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第5期80-87,共8页

以单线高速铁路隧道入口线性喇叭型缓冲结构作为研究对象,采用3次NURBS曲线拟合其入口形状,提取控制缓冲结构几何外形的9个设计参数。利用有限差分方法分析各个参数的灵敏度,发现缓冲结构的上下边界长度和入口高度对微气压波最为灵敏,... 以单线高速铁路隧道入口线性喇叭型缓冲结构作为研究对象,采用3次NURBS曲线拟合其入口形状,提取控制缓冲结构几何外形的9个设计参数。利用有限差分方法分析各个参数的灵敏度,发现缓冲结构的上下边界长度和入口高度对微气压波最为灵敏,而缓冲结构入口形状对其敏感度最小。采用计算流体力学方法、支持向量机模型和蚁群优化算法,开展以降低微气压波为优化目标的缓冲结构几何外形优化设计,得到适用于单线高速铁路隧道的线性喇叭型缓冲结构外形。与无缓冲结构相比,采用优化设计得到的缓冲结构,微气压波降低约42.1%,单车通过隧道时的车外压力波动幅值减少约9.4%。通过分析线性喇叭型缓冲结构上下边界的长度、入口高度和底部宽度对微气压波的影响,发现这4个设计参数与微气压波呈近似的线性关系,各设计参数间的耦合作用不明显,在实际工程设计中,可单独考虑各设计参数的影响。 展开更多

关键词 高速铁路隧道 缓冲结构 外形优化设计 设计参数 微气压波

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地铁车辆不同载客工况客室流场及温度场数值仿真研究

13

作者 王维斌 姚拴宝 +1 位作者 陈大伟 宋军浩 《铁道车辆》 2024年第3期71-75,共5页

针对地铁车辆乘客数量变化幅度较大的特点,基于AW0空载通风、AW1半冷、AW2定员全冷3种工况,建立包括乘客人体模型、客室空间、风道、门窗、座椅等在内的三维整车全流场几何模型,采用六面体网格进行客室计算域的空间离散,完成客室空间气... 针对地铁车辆乘客数量变化幅度较大的特点,基于AW0空载通风、AW1半冷、AW2定员全冷3种工况,建立包括乘客人体模型、客室空间、风道、门窗、座椅等在内的三维整车全流场几何模型,采用六面体网格进行客室计算域的空间离散,完成客室空间气流组织分布、典型截面速度场及制冷温度场的仿真计算和对比分析。研究表明,地铁车辆空调通风系统及风道的设计合理,整个客室空间的气流组织分布均匀。地铁车辆根据载客人数的变化,通过合理调节送风量及送风温度,减少能源消耗的同时,可以满足车辆工程设计的要求。 展开更多

关键词 地铁车辆 载客工况 空调通风系统 数值仿真 内流场

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谐振腔结构减缓高速磁浮列车隧道出口微气压波研究 被引量：1

14

作者 宋军浩 姚拴宝 +2 位作者 陈大伟 丁叁叁 杨明智 《实验流体力学》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期1-8,共8页

在高速磁浮列车通过隧道过程中,受隧道内壁面和车体表面形成的环状空间限制,列车头部前方气流受到压缩,在隧道入口形成初始压缩波。初始压缩波在隧道内以当地声速传播至隧道另一端出口,部分能量以脉冲形式向外辐射,形成微气压波,严重影... 在高速磁浮列车通过隧道过程中,受隧道内壁面和车体表面形成的环状空间限制,列车头部前方气流受到压缩,在隧道入口形成初始压缩波。初始压缩波在隧道内以当地声速传播至隧道另一端出口,部分能量以脉冲形式向外辐射,形成微气压波,严重影响隧道出口附近环境。当高速磁浮列车速度达到600 km/h以上时,这一问题更加显著。为此,提出一种具有谐振腔结构的隧道,采用三维、非定常、可压缩N–S方程和SST k–ω湍流模型研究其对高速磁浮列车通过隧道的气动效应减缓特性,并对2种谐振腔方案的减缓效果进行了数值模拟和动模型试验验证。研究结果表明:在隧道内冗余空间安装谐振腔结构,可以耗散压缩波能量,减小压缩波压力梯度,对隧道出口微气压波现象有明显减缓作用;与无谐振腔结构的隧道相比,谐振腔结构对隧道出口20和50 m处微气压波的减缓效果分别为41.87%和40.15%;微气压波减缓效果与隧道内谐振腔数量成线性关系;动模型试验进一步验证了数值模拟方法优选方案的准确性,不同速度试验结果表明微气压波减缓效果与运行速度正相关。 展开更多

关键词 磁浮列车 压缩波 微气压波 谐振腔 数值模拟 动模型

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低真空管道超高速磁浮列车气动问题系统配置初探 被引量：1

15

作者 陈大伟 刘加利 +1 位作者 姚拴宝 王维斌 《实验流体力学》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期19-26,共8页

低真空管道超高速磁浮系统是将低真空管道和高速磁浮技术结合的新型超高速地面交通系统,可有效降低列车超高速运行时的气动阻力及气动噪声,实现800~1000 km/h甚至1000 km/h以上的运行速度。本文探讨了低真空管道超高速磁浮列车空气动力... 低真空管道超高速磁浮系统是将低真空管道和高速磁浮技术结合的新型超高速地面交通系统,可有效降低列车超高速运行时的气动阻力及气动噪声,实现800~1000 km/h甚至1000 km/h以上的运行速度。本文探讨了低真空管道超高速磁浮列车空气动力学数值模拟方法,研究了管道压力、管道面积、列车速度对低真空管道超高速磁浮列车气动阻力、气动升力、气动噪声源、管道交会压力波、发热设备温度等空气动力学性能的影响规律,并针对低真空管道超高速磁浮系统典型场景进行了初步工程化探讨。研究表明:当列车速度为600 km/h时,管道常压–管道面积100 m^(2)和管道压力0.3 atm–管道面积40 m^(2)的配置具备工程可行性;而管道压力0.3 atm–管道面积100 m^(2)下的设备散热存在问题,工程可行性存在一定挑战;当列车速度为1000 km/h时,管道压力0.3 atm–管道面积100 m^(2)下的设备散热问题显著,工程可行性挑战较大;若进一步降低管道压力,设备散热与气密强度设计难度将进一步加大。 展开更多

关键词 低真空管道 超高速磁浮列车 管道压力 管道面积 列车速度

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高速地铁隧道内运行气动特性分析 被引量：1

16

作者 姚拴宝 宋军浩 +2 位作者 陈大伟 丁叁叁 郑静 《铁道车辆》 2023年第4期66-72,共7页

频繁启停是高速地铁在隧道内运行的特点,文章采用动模型试验数据验证了基于重叠网格技术的数值计算方法的准确性,分析了4种不同的启停模式对高速地铁隧道空气动力学效应的影响,并与匀速通过隧道的工况进行了对比。结果发现:启停模式对... 频繁启停是高速地铁在隧道内运行的特点,文章采用动模型试验数据验证了基于重叠网格技术的数值计算方法的准确性,分析了4种不同的启停模式对高速地铁隧道空气动力学效应的影响,并与匀速通过隧道的工况进行了对比。结果发现:启停模式对列车通过隧道的气动特性影响较大,启动加速的时间越短,车体压力波峰峰值和气动阻力越大,且列车启动位置距隧道口越近,车体表面压力波峰峰值和气动阻力就越大,但气动阻力的增加幅度较小;相比于匀速通过隧道,列车在隧道内启停过程加减速时间为5 s时,车体表面压力波峰峰值和气动阻力都明显增大;加速时间为5 s与15 s相比压力波峰峰值增加20%。列车在隧道中心停车时,隧道和车体表面仍然存在压力波动,且在停车30 s内压力波幅值基本不变,对于大阻塞比高速地铁列车,应该适当考虑站台停车时压力波对车内乘客安全舒适性的影响。 展开更多

关键词 高速地铁 隧道运行 加减速时间 气动特性

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高速铁路隧道内压缩波模拟实验装置初步研究 被引量：1

17

作者 杨文喆 刘峰 +2 位作者 卫梦杰 姚拴宝 陈大伟 《实验流体力学》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期36-43,共8页

高速列车驶入隧道时会产生初始压缩波,其沿隧道纵向传播至出口时会向隧道外辐射形成微气压波。本文搭建了利用高压空气瞬间释放产生初始压缩波的实验装置,对其产生的压缩波开展了实验研究。介绍了实验装置的组成,分析了隧道内压力时程... 高速列车驶入隧道时会产生初始压缩波,其沿隧道纵向传播至出口时会向隧道外辐射形成微气压波。本文搭建了利用高压空气瞬间释放产生初始压缩波的实验装置,对其产生的压缩波开展了实验研究。介绍了实验装置的组成,分析了隧道内压力时程曲线及形成机理,给出了实验装置各参数对初始压缩波的影响规律,对压缩波的后续衰减过程进行了分析。实验结果表明:隧道内的压力波动主要受隧道出入口的反射波影响;通过改变实验装置相关参数能够对初始压缩波的波形进行调节;不同高压腔初始压力下,压缩波的衰减周期相同,但初始幅值越大,相同时间内压力衰减得越快。 展开更多

关键词 隧道空气动力学 高速列车 隧道压缩波 实验研究

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轨道车辆车体气密强度试验系统研究与设计 被引量：1

18

作者 闫中奎 姚拴宝 +1 位作者 陈大伟 宋军浩 《机车车辆工艺》 2023年第3期14-17,共4页

为解决目前车体气密强度试验过程中压力加载系统与应力位移测试系统两者相互独立,测试位移方式为相对位移的问题,基于NI平台,借助NI-CompactRIO微控制器和Labview软件人机交互界面设计,采用迭代学习控制算法,开发了轨道车辆车体气密强... 为解决目前车体气密强度试验过程中压力加载系统与应力位移测试系统两者相互独立,测试位移方式为相对位移的问题,基于NI平台,借助NI-CompactRIO微控制器和Labview软件人机交互界面设计,采用迭代学习控制算法,开发了轨道车辆车体气密强度试验系统。该试验系统实现了车体气密强度试验过程中压力加载系统与应力位移测试系统耦合,当车体各测点应力位移测试值超出预警值,会自动反馈控制调节压力加载值,使其泄压,起到有效、及时地保护试验车体的作用,提高试验的安全性及智能化程度;同时能够对不同车型任意断面任意位置处车体结构绝对位移测试,提高测试可靠性及精准度,为车体结构优化设计提供数据支撑。 展开更多

关键词 轨道车辆车体 气密强度 迭代学习控制 试验系统 绝对位移

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基于混合遗传算法的高速列车截面变化率优化设计 被引量：3

19

作者 姚拴宝 郭迪龙 杨国伟 《科学技术与工程》 北大核心 2013年第28期8349-8355,共7页

基于遗传算法和单纯形法构造出了一种混合优化算法,对不同编码方式的算法进行了对比分析。发现混合算法的寻优能力明显优于遗传算法的寻优能力。实数编码的混合算法能够更好的保持种群多样性,在存在多个局部最优解的情况下,比二进制编... 基于遗传算法和单纯形法构造出了一种混合优化算法,对不同编码方式的算法进行了对比分析。发现混合算法的寻优能力明显优于遗传算法的寻优能力。实数编码的混合算法能够更好的保持种群多样性,在存在多个局部最优解的情况下,比二进制编码的混合算法的寻优能力强。利用构造的基于实数编码的混合算法,结合Hicks-Henne型函数参数化方法和Kriging代理模型,对高速列车的截面变化率进行了减小气动阻力的优化设计,得到了在设计空间内的最优截面变化率。优化后,三辆编组列车的气动阻力减小9.41%,其中,压差阻力减小38.02%,摩擦阻力基本不变,头车气动阻力减小12.55%,尾车气动减小13.98%。 展开更多

关键词 混合算法 截面变化率 遗传算法 Kriging代理模型 高速列车

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高速列车横风气动力数值计算研究 被引量：3

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作者 孙振旭 姚拴宝 +1 位作者 郭迪龙 杨国伟 《科学技术与工程》 北大核心 2012年第32期8486-8497,共12页

采用雷诺平均的方法对高速列车横风稳定性进行了数值模拟,重点研究了列车在侧偏角为8.77°下的横风特性。研究对象为高速列车的风洞缩比模型,将数值计算结果与实验值进行了对比。鉴于当前各类软件针对复杂列车车体横风稳定性的计算... 采用雷诺平均的方法对高速列车横风稳定性进行了数值模拟,重点研究了列车在侧偏角为8.77°下的横风特性。研究对象为高速列车的风洞缩比模型,将数值计算结果与实验值进行了对比。鉴于当前各类软件针对复杂列车车体横风稳定性的计算仍然不成熟,首先进行了三类商用软件的数值计算比较,分析了不同软件计算结果的精度差异。针对复杂列车外形的网格划分也是数值计算中的重要组成部分,针对两套列车网格进行了分析,研究了网格对计算精度的影响。在与实验值拟合最好结果的基础上,还着重研究了列车在横风作用下的气动特性。背风侧上下侧面拐角位置的流动分离是横风效应的最明显特征,由于流动分离而产生的涡系沿着列车背风侧向下游延伸,并且其强度也不断增强。本文还从气动力角度对横风特性展开了研究。横风条件下列车气动力与无横风相比有较大差异,对列车不同部位的气动力及其组成等进行了分析。 展开更多

关键词 横风效应 湍流模式 列车空气动力学 侧向力 摩擦阻力 压差阻力

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