重叠网格法应用于模拟高速列车隧道气动效应 被引量：18

1

作者 王慕之 梅元贵 贾永兴 《应用力学学报》 CSCD 北大核心 2017年第3期589-595,共7页

高速列车通过隧道时所诱发的压力波不仅会使乘客耳感舒适性变差,而且会造成车辆零部件疲劳。基于计算流体力学软件中有限体积方法,本文使用重叠网格法模拟了复杂外形高速列车完全通过隧道时引起的隧道内的压力波动。描述了重叠网格法及... 高速列车通过隧道时所诱发的压力波不仅会使乘客耳感舒适性变差,而且会造成车辆零部件疲劳。基于计算流体力学软件中有限体积方法,本文使用重叠网格法模拟了复杂外形高速列车完全通过隧道时引起的隧道内的压力波动。描述了重叠网格法及使用该方法进行列车过隧道建模的过程。利用文献提供的数据,分别采用滑移网格法和重叠网格法建模计算,并进行对比。通过与京沪线高速列车实车试验数据的对比,结果表明:对于模拟高速列车隧道气动效应,重叠网格法不仅网格设计简单,对车体、隧道复杂外形适应性强,且计算结果具有较高的计算精度及可靠性,具有较高的工程价值,可为今后高速铁路隧道气动效应的相关研究提供参考。 展开更多

关键词 高速列车 隧道压力波 重叠网格法 数值模拟

下载PDF 职称材料

高速列车通过隧道压力波特性试验研究 被引量：11

2

作者 何德华 陈厚嫦 张超 《铁道机车车辆》 2014年第5期17-20,124,共5页

近年来,在多条高速线路上对各型高速列车进行了一系列隧道通过和隧道交会试验。现通过对这些空气动力学实车试验数据进行详细分析,获得了高速列车通过隧道和在隧道内交会过程中的压力波特性,以及压力波随列车长度、运行速度和隧道长度... 近年来,在多条高速线路上对各型高速列车进行了一系列隧道通过和隧道交会试验。现通过对这些空气动力学实车试验数据进行详细分析,获得了高速列车通过隧道和在隧道内交会过程中的压力波特性,以及压力波随列车长度、运行速度和隧道长度等影响因素变化的规律。 展开更多

关键词 列车空气动力学 隧道压力波 高速列车 实车试验研究

下载PDF 职称材料

高速列车隧道压力波模拟系统仿真控制研究 被引量：7

3

作者 杨伟芳 陈春俊 邓力 《中国测试》 CAS 北大核心 2014年第2期101-104,共4页

高速列车在隧道中运行、交会时,车体表面将形成复杂的膨胀波和压缩波,引起车体变形,影响行车安全。车外压力波通过车体传入车内引起车内空气压力的波动,影响乘车舒适度。使用实测的隧道压力波为期望波形,采用AMESIM与Matlab构建联合仿... 高速列车在隧道中运行、交会时,车体表面将形成复杂的膨胀波和压缩波,引起车体变形,影响行车安全。车外压力波通过车体传入车内引起车内空气压力的波动,影响乘车舒适度。使用实测的隧道压力波为期望波形,采用AMESIM与Matlab构建联合仿真的模式来设计高速列车隧道压力波模拟控制系统。针对模拟系统大容量、大滞后及强非线性特点,采用迭代学习控制算法来实现隧道压力波的重建。仿真验证表明:迭代学习控制算法的控制误差比常规算法小,控制效果较理想。 展开更多

关键词 高速列车 隧道压力波 车体气密性 迭代学习控制 AMESIM软件

下载PDF 职称材料

250 km/h动车组气动载荷及动态气密特征的实车试验

4

作者 马瑶 余以正 +2 位作者 夏春晶 王雷 梅元贵 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1889-1899,共11页

为了对长期运行的现役列车车体疲劳及静强度提供载荷边界输入条件,并加强对车体气动载荷特性和车内压力舒适性的长期运用评估,采用实车试验的方法得到CRH5A型动车组线路气动载荷和频率特征及不同隧道运行工况下车内外压力波动和车内压... 为了对长期运行的现役列车车体疲劳及静强度提供载荷边界输入条件,并加强对车体气动载荷特性和车内压力舒适性的长期运用评估,采用实车试验的方法得到CRH5A型动车组线路气动载荷和频率特征及不同隧道运行工况下车内外压力波动和车内压力舒适性特征,结合实测数据和所提出的动态气密指数分析方法,计算整车动态气密指数。研究结果表明:在京沈客专沈阳—朝阳试验段,车体绝对气动压差变化范围为−2.53~0.71 kPa;车体外两侧压力无明显主频;间隔1 s和3 s的车内压力变化量最大值分别为294 Pa和383 Pa,尾车的车内压力波动最剧烈。列车通过黑山隧道、下窝堡隧道、扣莫明洞隧道、三棱山隧道4个典型长度隧道的整车动态气密性指数计算结果分别为10.46、12.13、11.06和14.40 s,对于同一列车而言,列车的动态气密指数未因所通过隧道长度的不同而有较明显的离散特征。 展开更多

关键词 CRH5A型动车组 隧道压力波 车体气动载荷 车内压力舒适性 动态气密指数 实车试验

下载PDF 职称材料

快速轨道交通隧道压力波控制及通风系统设计与实践 被引量：1

5

作者 姚富宏 《现代城市轨道交通》 2023年第7期75-82,共8页

文章结合工程实际,通过数值模拟、模型试验、实车测试等多种手段,研究并提出适用于140~160km/h快速轨道交通工程的乘客舒适度标准、列车密封性指标、区间隧道净空面积、车站轨行区隧道净空面积、隧道洞口缓压措施、区间设备设施承压要... 文章结合工程实际,通过数值模拟、模型试验、实车测试等多种手段,研究并提出适用于140~160km/h快速轨道交通工程的乘客舒适度标准、列车密封性指标、区间隧道净空面积、车站轨行区隧道净空面积、隧道洞口缓压措施、区间设备设施承压要求等隧道压力波控制的关键技术措施。此外,对快速轨道交通线路的区间隧道通风制式、轨行区排热系统优化、隧道风机配置、长大山岭隧道通风防灾等问题进行分析研究及实践探索。文章给出的相应技术建议措施可为类似工程提供参考。 展开更多

关键词 快速轨道交通 隧道压力波 隧道通风 山岭隧道

下载PDF 职称材料

定形态隧道压力波激扰下车内压力迭代学习控制

6

作者 陈春俊 曹宇啸 +1 位作者 何智颖 杨露 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期20-28,共9页

同一列车重复通过同一隧道时所产生隧道压力波激扰具有形态相似、变尺度变幅值的特性.针对现有控制策略未考虑这一定形态特性的问题,提出一种基于高阶反馈遗忘迭代学习的控制方法.首先,建立高速列车车内外气压传递数学模型,并利用实测... 同一列车重复通过同一隧道时所产生隧道压力波激扰具有形态相似、变尺度变幅值的特性.针对现有控制策略未考虑这一定形态特性的问题,提出一种基于高阶反馈遗忘迭代学习的控制方法.首先,建立高速列车车内外气压传递数学模型,并利用实测车内外压力数据进行修正与验证;其次,通过控制列车通风设备的阀门来减缓车内压力变化,提出阶反馈遗忘迭代学习控制算法,并设计变幅值和变尺度处理方法;最后,利用实测压力波生成一组定形态的随机压力波,并进行仿真分析.仿真结果表明:在重复定形态的隧道压力波激扰下,高阶反馈遗忘迭代学习控制算法能够使车内压力在第8个迭代周期后1 s变化率基本收敛到200 Pa/s以下,而且均方根误差也在第4个迭代周期后降低到15.0000%以下. 展开更多

关键词 高速列车 隧道压力波 迭代学习控制 重复定形态

下载PDF 职称材料

400km/h动车组车体压力载荷隧道参数影响特征研究 被引量：4

7

作者 王志钧 李艳 +2 位作者 魏康 梅元贵 魏德豪 《高速铁路技术》 2021年第5期46-51,67,共7页

列车高速进入隧道时产生的压力波动对列车气动阻力、车体结构疲劳强度和车内人员舒适性等产生不利影响。随着动车组运行速度的不断提高,高速列车进入隧道产生的空气动力学问题将更加突出和显著。本文采用一维非定常不等熵流动模型和特... 列车高速进入隧道时产生的压力波动对列车气动阻力、车体结构疲劳强度和车内人员舒适性等产生不利影响。随着动车组运行速度的不断提高,高速列车进入隧道产生的空气动力学问题将更加突出和显著。本文采用一维非定常不等熵流动模型和特征线方法,在数值模拟400 km/h动车组单列车通过隧道和隧道中央等速交会压力波形成机理和车外压力变化的基础上,研究了动车组通过隧道时隧道长度和隧道净空面积对车外压力载荷的影响特性,进一步验证了基于车外压力幅值的最不利隧道长度估算公式的合理性。本文研究结果为确定400 km/h动车组车体压力载荷的分布范围提供了基础数据。 展开更多

关键词 400km/h动车组 隧道压力波 压力载荷 隧道参数 一维流动模型 最不利隧道长度

下载PDF 职称材料

高速列车隧道压力波模拟迭代遗忘因子控制 被引量：4

8

作者 方超 陈春俊 熊文伟 《控制工程》 CSCD 北大核心 2015年第3期486-489,共4页

高速列车在隧道运行、隧道交会时车内、外会产生交替变化的气压差,对车体气密性及材料耐疲劳强度提出更高要求。基于Matlab和AMESim构建联合仿真平台,设计高速列车隧道压力波模拟系统。使用实测隧道压力波数据作为期望输出,研究车体气... 高速列车在隧道运行、隧道交会时车内、外会产生交替变化的气压差,对车体气密性及材料耐疲劳强度提出更高要求。基于Matlab和AMESim构建联合仿真平台,设计高速列车隧道压力波模拟系统。使用实测隧道压力波数据作为期望输出,研究车体气密疲劳性能。考虑到模拟系统非线性、大时滞及多扰动特点,采用一种带有时变遗忘因子的开环迭代PID控制算法。仿真结果表明,其系统更稳定、收敛速度更快。 展开更多

关键词 隧道压力波 迭代学习控制 遗忘因子 AMESIM

下载PDF 职称材料

开孔中隔墙对特长隧道内压力波动的影响研究 被引量：3

9

作者 贾永兴 梅元贵 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第4期837-845,共9页

采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对时速300 km的CRH2G高速列车通过10 km特长隧道时诱发的压力波动进行数值模拟研究。考虑到高速铁路隧道断面及中隔墙开孔尺度的特点,采用薄壁孔口出流模型模拟隔墙开孔处的... 采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对时速300 km的CRH2G高速列车通过10 km特长隧道时诱发的压力波动进行数值模拟研究。考虑到高速铁路隧道断面及中隔墙开孔尺度的特点,采用薄壁孔口出流模型模拟隔墙开孔处的流动。与国外实验结果对比显示,本文数学模型及计算结果能有效模拟设置开孔中隔墙的铁路隧道内的压力波动。初步揭示了开孔面积、开孔间距及开孔方式等对列车及2列车对向通过时设置开孔中隔墙的隧道内压力波动及峰值的影响规律。本文研究方法和结果可为特长铁路隧道内中隔墙开孔设置方式提供数据支持。 展开更多

关键词 开孔中隔墙 特长隧道 高速列车 隧道压力波

下载PDF 职称材料

基于CompactDAQ的动车组空气动力学性能测试系统设计 被引量：3

10

作者 李淼 陈春俊 缪晓郎 《中国测试》 CAS 北大核心 2014年第6期145-148,共4页

针对高速列车空气动力学性能测试试验中,长输送线方式会带来测量误差,采集点数量多且分布广泛,动车密封性受到影响,各采集点之间的同步性难以保证,以及测试工作量大等问题,提出一种基于CompactDAQ的动车组空气动力学性能分布式测试系统... 针对高速列车空气动力学性能测试试验中,长输送线方式会带来测量误差,采集点数量多且分布广泛,动车密封性受到影响,各采集点之间的同步性难以保证,以及测试工作量大等问题,提出一种基于CompactDAQ的动车组空气动力学性能分布式测试系统。采用LabVIEW编写数据采集、数据处理和人机界面程序。测试结果表明:该系统能保障信号的准确性和同步性,改善动车组的密封性,同时也减少了实车测试人员数量。 展开更多

关键词 动车组 空气动力学 分布式采集系统 COMPACTDAQ 隧道压力波

下载PDF 职称材料

基于流固耦合的隧道压力下车体变形对车内压力的影响分析 被引量：2

11

作者 冯永平 陈春俊 陈仁涛 《机车电传动》 北大核心 2021年第3期80-85,共6页

当高速列车通过隧道时,隧道压力波通过车体变形、密封缝隙和换气风道引起车内压力变化,造成乘客不适。为探明由车体结构变形这单一因素引起的车内压力波动情况,构建了完全密封的车体结构和车厢结构模型,基于STAR-CCM+/Co-Simulations模... 当高速列车通过隧道时,隧道压力波通过车体变形、密封缝隙和换气风道引起车内压力变化,造成乘客不适。为探明由车体结构变形这单一因素引起的车内压力波动情况,构建了完全密封的车体结构和车厢结构模型,基于STAR-CCM+/Co-Simulations模块,仿真计算了高速列车以350 km/h的速度通过隧道时车体结构的振动位移情况、车内压力变化和车内压力变化率,并与气体状态方程理论数值模拟计算对比。结果表明,车门的振动位移最大;基于流固耦合理论和理想气体状态方程的2种数值模拟方法的结果误差为16.8%,相互验证了计算结果的可靠性;车内压力与车体内的容积成反比,车内最大负压为195.3 Pa,车内压力3 s变化率小于203.1 Pa/(3 s),车内压力1 s变化率小于149.6 Pa/s,满足舒适性要求,为建立多因素耦合作用下的车体模型研究提供帮助。 展开更多

关键词 高速列车 动车组 车体变形 隧道压力波 车内压力波 仿真

下载PDF 职称材料

高速铁路隧道内外压力脉动数值模拟用边界条件的研究 被引量：1

12

作者 王睿 梅元贵 +1 位作者 郝磊 许建林 《现代隧道技术》 EI 北大核心 2014年第3期117-123,共7页

高速列车通过隧道将诱发隧道内外的压力脉动,其中包括隧道内压力波和隧道进出口波。在对这两类空气动力学现象同时进行数值模拟时,会产生有关开放边界和隧道出口端边界的选用问题。文章基于三维可压缩非定常湍流流动模型,采用CFD软件中... 高速列车通过隧道将诱发隧道内外的压力脉动,其中包括隧道内压力波和隧道进出口波。在对这两类空气动力学现象同时进行数值模拟时,会产生有关开放边界和隧道出口端边界的选用问题。文章基于三维可压缩非定常湍流流动模型,采用CFD软件中的滑移网格技术,模拟高速列车穿过隧道的全过程。通过改变两种计算区域隧道远场开放边界条件以及隧道出口边界条件,考察了其对隧道内压力波以及进口波计算结果的影响特性,得出了开放边界对进口波影响较大,出口边界对隧道压力波影响较大。研究进出口波时,开放边界采用黎曼边界条件较合适;研究隧道压力波时,出口边界采用压力边界条件较合适。 展开更多

关键词 高速铁路 隧道压力波 进出口波 开放边界 出口边界 边界条件

下载PDF 职称材料

货运动车组装载门凹陷对隧道压力波的影响 被引量：1

13

作者 段修平 王慕之 +1 位作者 刘斌 梅元贵 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第6期1373-1379,1428,共8页

以时速350km货运动车组为对象,采用重叠网格的有限体积数值计算方法,研究单列带有装载门的高速货运动车组通过隧道时,装载门凹陷对车外压力波形成变化特性的影响。结果表明:装载门凹陷使车外最大正压值和最大压力峰峰值显著增大;各车厢... 以时速350km货运动车组为对象,采用重叠网格的有限体积数值计算方法,研究单列带有装载门的高速货运动车组通过隧道时,装载门凹陷对车外压力波形成变化特性的影响。结果表明:装载门凹陷使车外最大正压值和最大压力峰峰值显著增大;各车厢顶部最大正压值增大50%～150%,各装载门处最大正压值增大100%～350%,各风挡处最大正压值增大50%～110%。本文结果可为高速货运动车组装载门设计提供参考。 展开更多

关键词 货运动车组 隧道压力波 装载门凹陷 数值模拟 重叠网格法

下载PDF 职称材料

隧道空气动力学实车试验无线数据采集系统研发 被引量：1

14

作者 张凤羽 成庶 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第7期1401-1406,共6页

进行高速列车过隧道期间隧道壁面压力及隧道口微压波测量,对研究分析高速列车过隧道气动性能具有重要意义。为了克服传统数据采集系统布线困难、自动化程度低的缺点,设计能够实现自动触发、数据无线传输及离线存储功能的新型数据采集系... 进行高速列车过隧道期间隧道壁面压力及隧道口微压波测量,对研究分析高速列车过隧道气动性能具有重要意义。为了克服传统数据采集系统布线困难、自动化程度低的缺点,设计能够实现自动触发、数据无线传输及离线存储功能的新型数据采集系统,解决隧道恶劣网络环境下数据的无线传输及传统Zig Bee无线数据采集系统采样率过低的难题。基于ARM7处理器核LPC2214结合CC2530开发板,完成了该系统的硬件设计,并基于嵌入式系统内核μC/OS-II和Zstack协议栈完成了相应软件设计。该系统采用蓄电池供电,通过超声波传感器检测列车经过实现自动触发采集,Zig Bee无线网络传输控制命令和数据,数据汇聚至中心节点存储,待取回试验设备后通过USB传输至上位机,减少了试验所需的人力物力,非常方便。研究成果可为恶劣网络环境下采样速率要求较高的无线数据采集系统设计提供参考。 展开更多

关键词 隧道压力波 测量 无线 Zig BEE ARM

下载PDF 职称材料

400 km/h动车组车体压力载荷列车参数影响特征研究

15

作者 徐银光 王志钧 +2 位作者 魏康 梅元贵 李艳 《高速铁路技术》 2021年第2期62-67,共6页

由于空气可压缩性和隧道壁面的限制,列车高速驶入隧道产生的压力波动以近似当地声速的速度在隧道内传播并发生反射,形成了隧道内复杂的压力环境,给列车带来如气动阻力增大、车内人员的耳感不适性等不利影响,甚至会造成侧窗玻璃破裂,车... 由于空气可压缩性和隧道壁面的限制,列车高速驶入隧道产生的压力波动以近似当地声速的速度在隧道内传播并发生反射,形成了隧道内复杂的压力环境,给列车带来如气动阻力增大、车内人员的耳感不适性等不利影响,甚至会造成侧窗玻璃破裂,车体结构疲劳破坏等。随着列车速度的不断提高,列车能耗、人员舒适性等问题要求的提高,高速列车进入隧道的空气动力学问题日益显著。本文采用一维非定常不等熵流动模型,研究动车组通过隧道时,列车编组长度和速度对车外压力载荷的影响特性,进一步验证了车外压力载荷随列车速度的变化规律,论证了车外压力幅值与列车速度平方成正比的适用条件和范围。本文研究结果可为确定400 km/h动车组车体压力载荷分布范围提供基础数据。 展开更多

关键词 400 km/h动车组 隧道压力波 列车参数 一维流体流动模型

下载PDF 职称材料

ARIMA-BP神经网络高速列车隧道压力波预测模型研究 被引量：6

16

作者 陈春俊 杨露 +1 位作者 何智颖 周林春 《中国测试》 CAS 北大核心 2021年第10期80-86,共7页

为更精准地进行车内压力波动控制,需要预测高速列车通过隧道时车外隧道压力波的实时变化值。在对列车历史运行重复隧道压力波数据的分析基础上,采用工况匹配(WCM)与加权K最近邻(WKNN)算法从数据库中选取若干与本次工况相接近的运行状态... 为更精准地进行车内压力波动控制,需要预测高速列车通过隧道时车外隧道压力波的实时变化值。在对列车历史运行重复隧道压力波数据的分析基础上,采用工况匹配(WCM)与加权K最近邻(WKNN)算法从数据库中选取若干与本次工况相接近的运行状态数据,并根据相似程度确定数据权重,构建预测用的历史数据。分别采用差分自回归滑动平均(ARIMA)与BP神经网络(BPNN)模型对隧道压力波进行预测,并将两种预测结果并联考虑,形成ARIMA-BPNN隧道压力波组合预测模型。利用武广客运专线某隧道压力波实测数据进行仿真。仿真结果表明:与WCM-WKNN-ARIMA及WCM-WKNN-BPNN单一预测模型以及WCM-ARIMA-BPNN组合预测模型相比,所建立组合模型能有效对隧道压力波进行预测,且能够取得更高精度的预测结果。 展开更多

关键词 高速列车 隧道压力波预测模型 差分自回归滑动平均-BP神经网络组合模型 工况匹配算法 加权K最近邻算法

下载PDF 职称材料

高速列车穿越隧道时压强时间导数的影响因素及其分析 被引量：5

17

作者 赵汗青 薛雷平 +1 位作者 向新桃 臧俊 《力学季刊》 CSCD 北大核心 2012年第1期15-20,共6页

列车高速进入隧道时,在车头前方产生的压缩波,沿着隧道以声速传播,并在隧道出口处以微压波的形式向周围辐射。微压波强度正比于隧道入口处压强时间导数。本文建立了列车隧道气动效应计算的轴对称简化模型。分析了速度、阻塞比、车头饱... 列车高速进入隧道时,在车头前方产生的压缩波,沿着隧道以声速传播,并在隧道出口处以微压波的形式向周围辐射。微压波强度正比于隧道入口处压强时间导数。本文建立了列车隧道气动效应计算的轴对称简化模型。分析了速度、阻塞比、车头饱满度与长宽比对最大压缩波压强时间导数的影响,拟合了工程计算公式。该式同前人的实验吻合较好,为车头线型的优化与微压波影响的分析提供了有效的工具。 展开更多

关键词 高速列车 隧道 压强时间导数 压缩波

下载PDF 职称材料

缓冲结构减缓高速铁路隧道出口微压波数值比较 被引量：7

18

作者 耿烽 张倩 梅元贵 《交通运输工程学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第3期18-22,共5页

研究了高速铁路隧道出口微压波产生机理,结合一维可压缩非定常不等熵空气流动理论和无限大障板圆形活塞辐射理论,应用数值计算方法研究了不同形状缓冲结构条件下高速铁路隧道出口附近微压波规律。通过对缓冲结构形状以及各种参数计算结... 研究了高速铁路隧道出口微压波产生机理,结合一维可压缩非定常不等熵空气流动理论和无限大障板圆形活塞辐射理论,应用数值计算方法研究了不同形状缓冲结构条件下高速铁路隧道出口附近微压波规律。通过对缓冲结构形状以及各种参数计算结果进行定性与定量对比,发现对于截面积变化的线型、抛物线型和不连续型缓冲结构,随着长度和端口截面积增加,隧道出口附近微压波强度衰减较大,其中不连续型缓冲结构综合效果最佳;而截面积为常量,具有开孔的缓冲结构,虽然也可较大幅度降低隧道出口附近微压波强度,但是需要综合比较才能选取最佳结构参数。 展开更多

关键词 铁道工程 缓冲结构 隧道微压波 数值计算

下载PDF 职称材料

探地雷达在水电工程超埋深隧洞预报高压水的应用研究

19

作者 赵国平 陈文华 +2 位作者 卢泳 黄世强 王小清 《北京工业职业技术学院学报》 2013年第1期1-5,共5页

提前预知隧道施工前方的地质条件将为施工单位安排组织施工提供有力的保障,探地雷达在隧洞超前预报工作中的应用,具有方便、快速、分辨率高等优点。就目前超前预报中存在的问题,提出了一些解决办法。对探测方法作了一些改进,并对解释理... 提前预知隧道施工前方的地质条件将为施工单位安排组织施工提供有力的保障,探地雷达在隧洞超前预报工作中的应用,具有方便、快速、分辨率高等优点。就目前超前预报中存在的问题,提出了一些解决办法。对探测方法作了一些改进,并对解释理论作了一些初步的研究,结合工程实例,通过实践验证了理论的可行性。 展开更多

关键词 探地雷达 隧洞高压水 结构面 介质波速 精确预报

下载PDF 职称材料