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高速动车组下沉式受电弓区域流场特性研究
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作者 宋军浩 鲁海洋 +1 位作者 陈大伟 刘加利 《铁道车辆》 2024年第3期49-53,共5页
高速动车组车顶高压受流设备受运行环境的影响易产生积污积雪现象,进而引发车顶雪闪及高压设备故障问题。为研究高速动车组下沉式受电弓弓盆区域流场特性,文章采用三维不可压缩Navier-Stokes方程和SSTκ-ω双方程湍流模型,对8辆编组高... 高速动车组车顶高压受流设备受运行环境的影响易产生积污积雪现象,进而引发车顶雪闪及高压设备故障问题。为研究高速动车组下沉式受电弓弓盆区域流场特性,文章采用三维不可压缩Navier-Stokes方程和SSTκ-ω双方程湍流模型,对8辆编组高速动车组受电弓区域的压力场和速度场进行了数值模拟。研究结果表明:因受电弓监视器、弓盆结构及受电弓弓头的影响,下沉式受电弓弓盆区域流场3车位置和6车位置差异较大;距离弓盆底部平面不同高度位置处平面速度存在低速涡流区,不利于实现气流对弓盆区域冲刷作用。采用减小弓盆深度和弓盆前后斜面倾角方案对弓盆底部区域流场进行了优化,3车受电弓弓盆0~8m/s低速区域占比从61.03%降低至39.68%和6.27%,6车受电弓弓盆0~8m/s低速区域占比从45.77%降低至32.54%和20.39%,气流速度得到明显改善,可以有效避免污物和雪颗粒沉积。 展开更多
关键词 高速动车组 受电弓 覆雪 闪络 流场
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高速列车隧道通过中的气动效应动模型实验研究 被引量:19
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作者 宋军浩 郭迪龙 +1 位作者 杨国伟 杨乾锁 《实验流体力学》 CSCD 北大核心 2017年第5期39-45,共7页
高速列车进入隧道时,会产生压缩波,压缩波沿隧道内传播至隧道端口后形成向外辐射的微气压波。本文介绍了采用动模型实验平台在200~350km/h速度范围内对60m双向隧道模型的隧道壁面压力波和出口微气压波开展的实验研究。首先分析了实验数... 高速列车进入隧道时,会产生压缩波,压缩波沿隧道内传播至隧道端口后形成向外辐射的微气压波。本文介绍了采用动模型实验平台在200~350km/h速度范围内对60m双向隧道模型的隧道壁面压力波和出口微气压波开展的实验研究。首先分析了实验数据的有效性;其次给出了初始压缩波最大值随时间的衰减变化规律和微气压幅值随实验速度的变化特性;最后研究了流线形头型长度对微气压波幅值的影响。实验结果表明:在实验速度范围内,隧道压力波和出口微气压波无量纲值保持一致,但隧道出口微气压波与流线型头型长度只能定性描述,定量关系难以确定。 展开更多
关键词 隧道效应 高速列车 微气压波 压缩波 列车头型
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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
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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
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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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轨道车辆车体气密强度试验系统研究与设计 被引量:1
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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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高速地铁隧道内运行气动特性分析 被引量:1
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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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高速列车车门凹腔结构的流致振动特性
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作者 姚拴宝 陈大伟 +2 位作者 韩运动 宋军浩 帅仁忠 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期158-168,共11页
流致振动是高速列车设计和运维过程中需要重点关注的问题之一。针对高速列车司机室车门区域的凹腔结构,利用数值计算、风洞试验和实车线路试验相结合的方法,分析车门区域的流场特征和车门出现流致振动现象的主要原因,据此对车门两侧凹... 流致振动是高速列车设计和运维过程中需要重点关注的问题之一。针对高速列车司机室车门区域的凹腔结构,利用数值计算、风洞试验和实车线路试验相结合的方法,分析车门区域的流场特征和车门出现流致振动现象的主要原因,据此对车门两侧凹腔结构和扶手进行优化,并对封堵凹腔和扶手内移2种优化方案进行实车试验验证。结果表明:司机室车门上游凹腔结构诱导的展向涡导致车门表面出现高频的脉动压力,列车运行速度越高,压力波动幅值越大,但波动频率锁定在83 Hz,当压力幅值超过车门承受的限值后,车门将出现流致振动现象;气动拉力和气动侧向力是诱发司机室车门流致振动的主要气动载荷,车门宜设置在车体横截面不变区域;通过优化凹腔结构和扶手的形状能够消除司机室车门的流致振动现象;合理改变扶手位置能够减弱凹腔结构引起的流致振动现象;如果要消除流致振动现象,应将扶手改为盖板结构,或者将扶手截面形状改为非圆形截面。 展开更多
关键词 高速列车 凹腔 流致振动 实车测试 数值计算 风洞试验 脉动压力
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地铁列车客室通风的数值仿真研究
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作者 王维斌 陈大伟 +1 位作者 姚拴宝 宋军浩 《城市轨道交通研究》 北大核心 2023年第8期138-141,共4页
目的:为了对某地铁列车客室空调通风风道及客室空间的气流组织分布情况进行评估,需要采用仿真分析手段,在列车风道设计阶段对客室空间流场及温度场分布情况进行分析估。方法:采用Star-CCM+软件,建立包含送风道、回风道、导流结构及内装... 目的:为了对某地铁列车客室空调通风风道及客室空间的气流组织分布情况进行评估,需要采用仿真分析手段,在列车风道设计阶段对客室空间流场及温度场分布情况进行分析估。方法:采用Star-CCM+软件,建立包含送风道、回风道、导流结构及内装构成风道结构,以及风道内部的线束、排水管、门机构、电器箱,客室内座椅及门窗等在内的三维几何模型,应用多面体网格离散计算域,对风道及客室典型截面的空间流线、速度场、压力场及温度场等进行综合仿真分析。结果及结论:送风道送风均匀,具有良好的导流及流量分配作用。回风道内门机构、电器箱等部件的存在,减小了回风面积,致使局部风速增大。客室空间气流组织分布均匀。客室内部微正压,温度分布均匀。空调通风系统整体技术方案满足工程设计要求。 展开更多
关键词 地铁列车 空调通风 风道 数值仿真
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时间离散格式对微气压波幅值精度比较 被引量:1
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作者 宋军浩 柳宁 郭迪龙 《科技资讯》 2020年第14期35-36,38,共3页
隧道洞口微气压波随着列车通过速度的提高对洞口周围环境的影响恶劣。高速磁浮列车设计需要对隧道洞口的微气压波幅值进行估计。该文首先通过数值模拟和实验验证,比较了时间离散格式对车体表面压力波动和微气压波幅值仿真精度的影响,结... 隧道洞口微气压波随着列车通过速度的提高对洞口周围环境的影响恶劣。高速磁浮列车设计需要对隧道洞口的微气压波幅值进行估计。该文首先通过数值模拟和实验验证,比较了时间离散格式对车体表面压力波动和微气压波幅值仿真精度的影响,结果表明,采用二阶精度的离散格式能够较为准确地模拟洞口微气压波噪声现象。最后评估了高速磁浮列车550km/h单车通过隧道的微气压波幅值,为工程设计提供有效指导。 展开更多
关键词 隧道 微气压波 动模型试验 高速磁浮列车
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城际动车组隧道压力波及车内压力波动研究
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作者 宋军浩 刘加利 +1 位作者 姚拴宝 陈大伟 《机车电传动》 北大核心 2022年第6期44-50,共7页
城际动车组大载客量需求使得列车头型变短,城际线路小隧道断面需求使得列车隧道运行阻塞比增大,列车隧道压力波和车内压力波动问题突出,影响乘客舒适性。文章着重研究大阻塞比条件下的城际动车组隧道压力波及车内压力波动特性,基于三维... 城际动车组大载客量需求使得列车头型变短,城际线路小隧道断面需求使得列车隧道运行阻塞比增大,列车隧道压力波和车内压力波动问题突出,影响乘客舒适性。文章着重研究大阻塞比条件下的城际动车组隧道压力波及车内压力波动特性,基于三维瞬态可压缩RANS方程和SST k-ω湍流模型,利用滑移网格技术建立城际动车组隧道压力波数值计算方法,研究不同车速、不同隧道直径下的列车隧道压力波特性。通过经验公式,计算不同动态密封指数下的车内压力波动。计算结果表明,隧道压力波主要由车速和阻塞比决定,且车速的影响更为显著。随着车速的增加,客室区和司机室区的车内压力波动显著增大,司机室区的车内压力波动大于客室区的车内压力波动。在车速160 km/h、隧道直径7.2 m和7.4 m条件下,动态密封指数5 s时,客室区和司机室区的车内压力波动达到良好标准;在车速200 km/h隧道直径7.2 m和7.4 m条件下,动态密封指数8 s时,客室区和司机室区的车内压力波动达到良好标准。 展开更多
关键词 城际动车组 压力波 车内压力波动 阻塞比 动态密封指数
原文传递
高速地铁通过隧道车外压力波研究 被引量:2
11
作者 陈大伟 丁叁叁 +1 位作者 宋军浩 姚拴宝 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2022年第2期88-93,I0002,共7页
地铁列车通过隧道时产生的压力波会对列车运行的安全性、乘客乘坐的舒适性等产生不良影响。为了研究地铁列车在隧道内运行时车外压力波动变化规律,本文基于三维可压缩非定常Navier-Stokes方程对地铁列车由明线驶入隧道产生的隧道压力波... 地铁列车通过隧道时产生的压力波会对列车运行的安全性、乘客乘坐的舒适性等产生不良影响。为了研究地铁列车在隧道内运行时车外压力波动变化规律,本文基于三维可压缩非定常Navier-Stokes方程对地铁列车由明线驶入隧道产生的隧道压力波进行了数值模拟,归纳了列车速度、隧道断面积、列车编组长度、隧道长度及入口缓冲结构对列车不同位置压力波动幅值变化的影响。结果表明:车外压力波幅值按速度的2.6~2.9次方增长;随着隧道阻塞比增加,车外压力波幅值增大,但在隧道断面面积固定的情况下,断面形状对车外压力波的影响较弱;列车编组长度和隧道长度会造成车外压力波沿列车长度方向非单调分布,工程中应根据实际关心列车位置的压力波动进行优化设计;增加隧道缓冲结构能够抑制车外压力波的幅值。本文的研究结果可为高速地铁气密设计提供参考。 展开更多
关键词 高速地铁 压力波 阻塞比 列车编组形式 隧道长度
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动车组牵引变压器内部流场数值仿真研究 被引量:1
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作者 王维斌 陈大伟 +1 位作者 姚拴宝 宋军浩 《山东交通科技》 2020年第2期124-126,共3页
牵引变压器对动车组的安全运行至关重要,其通风散热性能直接影响设备综合性能。建立包括车体、设备舱及牵引变压器内部结构在内的内外全流场几何模型,采用多面体网格离散计算域,采用多孔介质模型处理变压器内部冷却器复杂几何结构,采用... 牵引变压器对动车组的安全运行至关重要,其通风散热性能直接影响设备综合性能。建立包括车体、设备舱及牵引变压器内部结构在内的内外全流场几何模型,采用多面体网格离散计算域,采用多孔介质模型处理变压器内部冷却器复杂几何结构,采用动量源模型处理变压器内部轴流风机的旋转运动,将SIMPLE算法与Realizable k-ε湍流模型相结合,完成不同列车运行速度(200 km/h,250 km/h,300 km/h,350 km/h)及不同列车运行方向(上行,下行)等工况下的数值仿真计算,对不同工况变压器内部流场、设备舱裙板进出口风速、变压器通风量等进行综合分析。 展开更多
关键词 动车组 设备舱 牵引变压器 动量源模型 数值仿真
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Determination of Temperatures Using CH Radical Emission Spectroscopy
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作者 YANG Qian-Suo SONG Jun-Hao ZHU Nai-Yi 《Chinese Physics Letters》 SCIE CAS CSCD 2012年第10期134-137,共4页
An improved Boltzmann plot method where the intensity is taken as the integral of the experimental spectrum within a special band for a cluster of a rotational line of R and Q branches is proposed.This method aims at ... An improved Boltzmann plot method where the intensity is taken as the integral of the experimental spectrum within a special band for a cluster of a rotational line of R and Q branches is proposed.This method aims at deducing rotational and vibrational temperatures using CH radical A^(2)Δ→X^(2)Πband emission spectroscopy accurately.In addition,the data relative to the rotation lines of CH(A^(2)Δ→X^(2)Π)for both temperatures are assembled.The emission spectrum of CH(A^(2)Δ→X^(2)Π)at the inner cone of an acetylene-oxygen flame in a rich oxygen state is recorded and both of the temperatures are determined by the above-mentioned method.The values are recorded as 3141 K and 3097 K,for the rotational and vibrational temperatures,respectively.This result reveals that the equilibrium between the rotation and vibration states is achieved.A simple discussion for this method is also provided. 展开更多
关键词 METHOD ROTATIONAL ROTATION
原文传递
轨道列车客室空调机组内部流场数值仿真研究
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作者 王维斌 姚拴宝 +1 位作者 陈大伟 宋军浩 《铁道机车车辆》 北大核心 2020年第5期44-46,64,共4页
建立某轨道列车客室空调机组内部三维全流场几何模型,采用多面体网格离散计算域,通过运动参考坐标系模型实现风机旋转域与周围静止域之间的数据传递,将SIMPLE算法与RNG k-ε湍流模型相结合求解三维纳维-斯托克斯方程,完成客室空调机组... 建立某轨道列车客室空调机组内部三维全流场几何模型,采用多面体网格离散计算域,通过运动参考坐标系模型实现风机旋转域与周围静止域之间的数据传递,将SIMPLE算法与RNG k-ε湍流模型相结合求解三维纳维-斯托克斯方程,完成客室空调机组内部流场的数值仿真计算,并进一步对典型截面的速度场、压力场、气动声功率场等进行综合分析。研究表明,空调机组冷凝腔两个轴流风机之间的动-动干扰以及蒸发腔离心风机与蜗壳之间的动-静干扰引发的气流周期性非稳态湍流特性是空调机组内部气流压力脉动和气动噪声的主要来源,其中冷凝轴流风机的贡献大于离心送风机。 展开更多
关键词 轨道列车 空调机组 轴流风机 离心风机 数值仿真
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轨道列车开关门过程对客室温度影响的数值仿真研究
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作者 王维斌 陈大伟 +1 位作者 姚拴宝 宋军浩 《铁道车辆》 2022年第6期25-29,共5页
轨道列车到达车站后,在开关门过程中,客室内气流与环境气流产生热量交换,特别是在高寒、高热气候条件下,开关门过程会对客室内温度场分布产生一定的影响。为了评估开关门过程对列车客室温度变化的影响程度,文章建立了某轨道列车包括客... 轨道列车到达车站后,在开关门过程中,客室内气流与环境气流产生热量交换,特别是在高寒、高热气候条件下,开关门过程会对客室内温度场分布产生一定的影响。为了评估开关门过程对列车客室温度变化的影响程度,文章建立了某轨道列车包括客室空间、送风道、回风道、废排风道等主要结构在内的客室内流场三维几何模型,定义了车门机构区域的运动规律,采用动网格处理了车门机构的开关运动,针对夏季(外温35℃)及冬季(外温-25℃)工况列车开关门过程中客室内温度场变化进行了非稳态计算并分析了客室内流场分布。结果表明,列车整体风道设计可以有效地向客室区域送风,整个客室气流组织分布均匀,60 s开关门过程对车门区域的温度分布产生显著影响,但是对客室区域温度场的影响范围较小而且影响时间较短,在关门后约20~30 s,客室温度分布即恢复到开门前状态。 展开更多
关键词 轨道列车 空调通风 开关门 温度场 数值仿真
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