检索结果-内蒙古大学图书馆

铁道学报 2025年第1期47卷 31-37页

作者：商雯斐高广军汤鑫姜琛中南大学重载快捷大功率电力机车全国重点实验室湖南长沙410075 中南大学轨道交通列车安全保障技术国家地方联合工程研究中心湖南长沙410075 中南大学交通运输工程学院湖南长沙410075

为探究风-雪两相流风洞试验对高寒高速列车设备舱内雪粒进入与堆积现象的可复现性和增加滤网密度对设备舱防积雪性能的影响,基于某冰雪风洞试验台对某典型高寒高速列车全尺寸设备舱模型内进雪、积雪进行复现与对比试验研究。复现试验监... 详细信息

为探究风-雪两相流风洞试验对高寒高速列车设备舱内雪粒进入与堆积现象的可复现性和增加滤网密度对设备舱防积雪性能的影响,基于某冰雪风洞试验台对某典型高寒高速列车全尺寸设备舱模型内进雪、积雪进行复现与对比试验研究。复现试验监控裙板进气格栅处的雪粒子流入及底板表面积雪情况,并与实车情况进行对比。对比试验采集了设备舱进气格栅、转向架牵引电机通风机处的气流流速及设备舱内的积雪分布与质量。试验结果表明:风-雪两相流风洞试验可以良好再现设备舱裙板处雪粒的进入,雪粒在舱内的自然下沉与堆积,积雪层随试验时长增加不断增厚,有效复现全尺寸设备舱内积雪情况;滤网密度增加对设备舱进气格栅及舱内通风机进、出风口处的气流流速影响较小,夏季高温条件下的设备正常进风无影响;在风-雪环境下,滤网密度增加有效缩短进入设备舱的雪粒子纵深迁移运动距离,对雪粒子入舱阻滞作用显著。高密度滤网可降低舱内迎风侧平均积雪厚度55.1%,舱内总积雪量减少66.3%。对裙板格栅滤网进行加密可有效提升设备舱防进雪性能,减少相关设备在冬季低温条件下的故障率。

关键词：高速列车设备舱全尺寸模型冰雪风洞防积雪优化

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湍流脉动风对高速铁路路堑区域积雪分布的影响

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中国铁道科学 2025年第1期46卷 38-49页

作者：刘操高广军陈光李小白张洁王家斌中南大学重载快捷大功率电力机车全国重点实验室湖南长沙410075 中南大学轨道交通列车安全保障技术国家地方联合工程研究中心湖南长沙410075 中南大学轨道交通安全教育部重点实验室湖南长沙410075

针对铁路路堑区域风吹雪灾害问题,采用改进延迟分离涡湍流模型、合成涡方法及欧拉两相流模型,结合网格动态变形技术,实现路堑区域雪粒堆积外形的时程变化提取,并通过试验验证数值模拟的正确性。在此基础上,模拟分析均匀来流和湍流来流2... 详细信息

针对铁路路堑区域风吹雪灾害问题,采用改进延迟分离涡湍流模型、合成涡方法及欧拉两相流模型,结合网格动态变形技术,实现路堑区域雪粒堆积外形的时程变化提取,并通过试验验证数值模拟的正确性。在此基础上,模拟分析均匀来流和湍流来流2种工况下路堑内流场结构、摩擦速度分布及积雪轮廓变化规律,研究湍流脉动风对高速铁路路堑区域积雪分布的影响。结果表明:2种来流条件下路堑区域迎风侧边坡积雪质量基本一致,但积雪质量增长速率与积雪分布特性存在较大差异;湍流来流延缓了路堑背风侧边坡区域大尺度涡系到涡对的转换,且在道床与背风侧边坡之间产生较强的侵蚀现象,进而降低了背风侧边坡和道床区域的积雪质量;相比于均匀来流工况,120 min时湍流来流工况下的路堑整体积雪质量降低24.8%,其中背风侧边坡区域积雪质量降低40.2%,道床区域积雪质量降低20.6%,迎风侧边坡区域积雪质量基本一致。

关键词：高速铁路路堑湍流脉动风积雪分布数值模拟

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隧道内静止列车与运动列车火羽流行为对比分析

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清华大学学报(自然科学版) 2025年第4期65卷 707-713页

作者：陈涛鲁寨军周丹贵州大学机械工程学院中南大学交通运输工程学院轨道交通安全教育部重点实验室中南大学交通运输工程学院轨道交通安全关键技术国际合作联合实验室中南大学交通运输工程学院轨道交通列车安全保障技术国家地方联合工程研究中心

为了深入理解隧道内运动列车火羽流演化过程，为铁路隧道运营安全提供理论指导，该文通过开展动模型试验对比分析了隧道内静止列车与运动列车的火羽流行为差异。基于现有动模型试验平台，利用Froude相似准则设计了尺寸1∶10的列车和隧... 详细信息

为了深入理解隧道内运动列车火羽流演化过程，为铁路隧道运营安全提供理论指导，该文通过开展动模型试验对比分析了隧道内静止列车与运动列车的火羽流行为差异。基于现有动模型试验平台，利用Froude相似准则设计了尺寸1∶10的列车和隧道模型，采用热电偶阵列测量列车顶部和隧道顶棚下方的温度分布，通过安装热流计测量列车顶部的总热流和辐射热流。试验结果表明，与静止列车火灾不同，运动列车火羽流表现为扫掠隧道顶棚向前运动，该文首次将这种流动形式定义为顶棚掠流，并将其演化过程划分为3个阶段；由于热量聚集和隧道壁面热反馈作用，隧道内运动列车火羽流作用下的列车顶部最高温度、最大总热流和最大辐射热流均大于明线工况；运动列车顶棚掠流作用下，隧道顶棚下方最高温度显著降低，纵向温度呈火源上游高、下游低的非对称分布。因此，隧道内运动列车火羽流对车体威胁增大，但对隧道威胁减小。

关键词：运动列车火灾隧道火灾火羽流顶棚射流顶棚掠流

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超导磁浮列车明线与隧道内气动噪声仿真研究

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铁道科学与工程学报 2025年第2期22卷 485-495页

作者：贺义杨成杨志刚袁思齐卢鑫源中车长春轨道客车股份有限公司吉林长春130000 中南大学交通运输工程学院湖南长沙410075 中南大学轨道交通安全关键技术国际合作联合实验室湖南长沙410075 中南大学轨道交通列车安全保障技术国家地方联合工程研究中心湖南长沙410075

超导磁浮列车运行时马赫数接近0.5,气动噪声占据主导地位,当列车全速穿越隧道时,其近壁面气动激扰急剧增加。基于大涡模拟和N-S方程,对600 km/h超导磁浮列车在明线及横截面积79 m~2的隧道工况下进行数值模拟研究,分析列车近壁面流场扰... 详细信息

超导磁浮列车运行时马赫数接近0.5,气动噪声占据主导地位,当列车全速穿越隧道时,其近壁面气动激扰急剧增加。基于大涡模拟和N-S方程,对600 km/h超导磁浮列车在明线及横截面积79 m~2的隧道工况下进行数值模拟研究,分析列车近壁面流场扰动结构、车体表面气动噪声源分布及车内噪声在明线、隧道工况下的差异。结果表明:明线、隧道工况下超导磁浮列车周围的气动激扰主要分布在列车车顶两侧,尾车流线型与尾流区,隧道工况下列车周围与尾流区的气动激扰显著增强;明线与隧道工况下偶极子噪声源较强的区域主要位于超导线圈后方、中车车顶两侧及尾车流线型区域,隧道工况下列车各部件等效声源声功率增长幅度不一致,中车1~6、尾车非流线型及尾车流线型等效声源声功率较明线工况增长幅度依次约为7.8倍、8.3倍、10.27倍、8.8倍、12.15倍、12.19倍、7.68倍、12.03倍;整车与不同部件等效声源声功率频谱曲线均表现出宽峰特征,隧道工况下列车在全频段,尤其是125~5 000 Hz范围内的偶极子噪声能量较明线工况显著增加,表面声源声功率峰值频率增大,隧道工况下160 Hz离散次峰的偶极子噪声主要源于轨道凹腔内气动激扰冲击车底而产生的表面脉动压力。受活塞效应影响,相较于明线工况,超导磁浮列车隧道工况下车内噪声水平显著提升,明线、隧道工况下最大车内噪声均在尾车区域获得,车内噪声峰值依次为82.5 dB(A)、97.7 dB(A)。研究成果为隧道工况下超导磁浮列车气动声学优化设计提供了参考。

关键词：大涡模拟超导磁浮列车气动噪声隧道明线

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高速列车下穿机场地下车站时车站站台噪声测试与分析

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应用声学 2025年

作者：吴志颖李盈利裴晓晖中南大学交通运输工程学院轨道交通安全教育部重点实验室轨道交通安全关键技术国际合作联合实验室轨道交通列车安全保障技术国家地方联合工程研究中心

基于空铁联运战略规划和高速铁路提速要求，亟需开展高速列车下穿地下车站的噪声测试和评估。该文研究高速列车在250 km/h单车越行、300 km/h双车交会越行和进站停车工况下，穿越国内某机场地下车站时产生的噪声对站台的影响。实验一共... 详细信息

基于空铁联运战略规划和高速铁路提速要求，亟需开展高速列车下穿地下车站的噪声测试和评估。该文研究高速列车在250 km/h单车越行、300 km/h双车交会越行和进站停车工况下，穿越国内某机场地下车站时产生的噪声对站台的影响。实验一共测得3种工况下的多组噪声数据，并分别进行1/3倍频程频谱分析和A计权声压级评估。根据《GB 14227-2006》噪声标准，研究发现列车在3种工况下站台端部的等效连续A声级均未超过限值80 dB(A)。其中，列车在越行和进出站时产生的噪声频率主要分布在2500 Hz以下，而在停靠时怠速产生的噪声主要分布在1250 Hz以下。该研究验证了该地下车站噪声设计达标，列车可以以时速300 km/h全速越站；该研究还有助于为国内其他机场后续建设下穿高速铁路的综合交通换乘中心提供噪声评估参考。

关键词：声学高速列车机场地下车站站台噪声分析

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碳滑板非对称外形对高速受电弓气动阻力影响研究

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机械工程学报 2025年第6期61卷 206-216页

作者：高广军向南燊王岳宸许澳丁艳思张洁中南大学重载快捷大功率电力机车全国重点实验室中南大学交通运输工程学院中南大学轨道交通列车安全保障技术国家地方联合工程研究中心中南大学空气动力学铁路行业重点实验室中车长春轨道客车股份有限公司国家轨道客车系统集成工程技术研究中心

以单个受电弓为基础,对受电弓碳滑板进行气动性能优化研究,建立五种不同计算模型,分析非对称碳滑板的气动力以及流场特性。研究结果表明,将碳滑板的迎风面与背风面优化成圆弧面可以优化滑板区域的流场结构,气流流过碳滑板后的减速效应减... 详细信息

以单个受电弓为基础,对受电弓碳滑板进行气动性能优化研究,建立五种不同计算模型,分析非对称碳滑板的气动力以及流场特性。研究结果表明,将碳滑板的迎风面与背风面优化成圆弧面可以优化滑板区域的流场结构,气流流过碳滑板后的减速效应减弱,使得碳滑板区域的气动阻力有所减小。仅将碳滑板背风面的圆弧弧度加大形成非对称滑板,碳滑板区域的气动减阻效果进一步增强。四种优化受电弓模型气动减阻率均达到12.0%以上,最优减阻率达到13.8%,其中碳滑板减阻率达到91.8%。列车整车气动减阻设计可以获得思路和数据支撑。

关键词：受电弓碳滑板减阻流场结构

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风沙环境下内燃动车组风沙过滤及压损试验研究

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铁道科学与工程学报 2025年

作者：徐翠强沈超李景涛王京辉王雅昭王祉歆周伟中国中车青岛四方机车车辆股份有限公司中南大学交通运输工程学院中南大学轨道交通安全教育部重点实验室轨道交通安全关键技术国际合作联合实验室轨道交通列车安全保障技术国家地方联合工程研究中心中国铁路济南局集团有限公司青岛动车段

为评估某型内燃动车组柴油进气装置的风沙环境适应性，对动车组运行过程中的柴油机进气装置风沙过滤能力与压力损失进行了线路试验研究。设计了现场取样的弥散式吹沙技术模拟沙尘环境，在车外、滤芯后一级过滤的进气风道、旋风筒后2级... 详细信息

为评估某型内燃动车组柴油进气装置的风沙环境适应性，对动车组运行过程中的柴油机进气装置风沙过滤能力与压力损失进行了线路试验研究。设计了现场取样的弥散式吹沙技术模拟沙尘环境，在车外、滤芯后一级过滤的进气风道、旋风筒后2级过滤的排气风道分别布置粉尘浓度测点，测试评估动车组以10km/h运行、3d各5趟往返的进气装置多级沙尘过滤能力；在排气风道与车内布置压差测点，跟踪监测与评估动车组以160km/h运行60d的进气装置压力损失规律。实验结果表明，由外部环境到滤芯后进气风道的一级过滤能力达99.959%以上，由进气风道到旋风筒后排气风道的2级过滤能力较低，均在44.6%以上，进气过滤系统的综合风沙过滤能力均在99.991%以上，满足99.5%以上的过滤能力要求；柴油机进气装置的压力损失跟踪监测结果均在3500Pa以下，通过对压力损失散点趋势进行拟合，进气装置压力损失阈值超限的预测持续服役时间为122d，满足1个月以内不需要进行进气装置滤网更换的要求。综上，本试验研究为风沙环境下内燃动车组进气装置的沙尘过滤能力和压力损失评估提供了数据支撑，为内燃动车组在恶劣风沙环境下的稳定可靠运行提供了科学依据。

关键词：风沙环境进气过滤效率压力损失寿命预测

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铝蜂窝夹层板低速冲击响应及损伤模式的参数化影响

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复合材料学报 2023年第5期40卷 3060-3074页

作者：谢素超井坤坤冯哲骏马闻汪浩中南大学轨道交通安全教育部重点实验室长沙410075 中南大学轨道交通安全关键技术国际合作联合实验室长沙410075 中南大学轨道交通列车安全保障技术国家地方联合工程研究中心长沙410075

以铝蜂窝夹层板为对象,通过低速落锤试验及包含面板、胶层及蜂窝的细节仿真模型,探究了蜂窝胞元直径、蜂窝壁厚、面板厚度及冲头半径参数影响下低速冲击响应曲线及损伤模式的变化情况,确定在试验工况下的3种损伤模式:芯层屈曲、芯层剪... 详细信息

以铝蜂窝夹层板为对象,通过低速落锤试验及包含面板、胶层及蜂窝的细节仿真模型,探究了蜂窝胞元直径、蜂窝壁厚、面板厚度及冲头半径参数影响下低速冲击响应曲线及损伤模式的变化情况,确定在试验工况下的3种损伤模式:芯层屈曲、芯层剪切及夹层板穿透,其中芯层剪切模式具有更好的吸能分布。结果表明:蜂窝胞元直径与蜂窝壁厚对冲击响应与损伤模式具有类似的影响,面板厚度增加可以较大程度地提升抗冲击性能,冲头半径的大小会显著影响损伤模式。在此基础上建立与上述参数相关的损伤模式极限载荷公式,绘制相应的损伤模式图,为铝蜂窝夹层板的抗冲击设计提供参考。

关键词：铝蜂窝夹层板低速冲击参数化影响冲击损伤模式极限载荷

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基于频域积分的车体变形量间接获取方法及应用

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中南大学学报（自然科学版） 2022年第2期53卷 727-736页

作者：谢素超王进谭鸿创中南大学轨道交通安全教育部重点实验室湖南长沙410075 中南大学轨道交通安全关键技术国际合作联合实验室湖南长沙410075 中南大学轨道交通列车安全保障技术国家地方联合工程研究中心湖南长沙410075

为了探究动车组高速行驶安全性能,针对动车组车体受到气动载荷产生的变形量进行研究。在测试环境及位移传感器安装条件受限的情况下,采用测量车体表面加速度信号间接获取车体变形量的方法,对加速度信号进行去除趋势项、数据平滑等预处理... 详细信息

为了探究动车组高速行驶安全性能,针对动车组车体受到气动载荷产生的变形量进行研究。在测试环境及位移传感器安装条件受限的情况下,采用测量车体表面加速度信号间接获取车体变形量的方法,对加速度信号进行去除趋势项、数据平滑等预处理,通过傅里叶变换在频域内进行滤波和积分处理,再获得时域位移信号,且通过实验对比积分所得位移信号曲线和测试位移信号曲线,验证该处理方法的有效性,最终基于该方法获取实车实验的车体变形量。研究结果表明:该方法简单高效,经处理后的积分位移曲线与测试位移曲线峰值误差较小,在实车实验中能够获得较准确的变形量,通过对比分析车体变形量,为动车组的安全行驶积累数据和提供科学依据。

关键词：加速度信号车体变形量频域积分傅里叶变换验证性实验实车实验

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升力翼对高速列车列车风与尾流特性的影响

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交通运输工程学报 2023年第3期23卷 148-161页

作者：熊小慧汪欣然张洁王凯文程凡罗长骏中南大学轨道交通安全教育部重点实验室湖南长沙410075 中南大学轨道交通安全关键技术国际合作联合实验室湖南长沙410075 中南大学轨道交通列车安全保障技术国家地方联合工程研究中心湖南长沙410075

为探究在高速列车车顶安装升力翼后引起的列车周围流场剧变,以三车编组1∶10缩尺比某型CRH高速列车模型为研究对象,采用基于两方程湍流模型的改进型延迟分离涡模拟(IDDES)方法,对比分析了有无升力翼的2种高速列车时均和瞬时列车风的发... 详细信息

为探究在高速列车车顶安装升力翼后引起的列车周围流场剧变,以三车编组1∶10缩尺比某型CRH高速列车模型为研究对象,采用基于两方程湍流模型的改进型延迟分离涡模拟(IDDES)方法,对比分析了有无升力翼的2种高速列车时均和瞬时列车风的发展规律;利用涡旋识别方法探讨了尾迹区瞬时涡结构分布特征,通过比较尾迹区不同流向位置的列车风分布特征与尾流涡旋移动规律,验证了列车风速度峰值与尾涡非定常特性的相关性,采用频谱分析方法获得了尾迹区速度功率谱密度曲线。研究结果表明:升力翼的几何外形结构加剧了车身表面边界层分离,令列车顶部和侧表面边界层厚度增大;升力翼使列车风速度峰值增大,其中在轨侧和站台位置最大时均列车风速度分别增大了1.556和1.327倍,且相较原型列车第2个峰值位置延后;由于翼尖涡不断向下游发展和累积,升力翼列车尾流结构表现为大尺度涡对中夹杂着一对更为破碎的细小涡旋,相较原型列车,涡旋与地面之间的剪切作用更强,升力翼列车尾流时均列车风速度在展向分布上有所增大,但垂直分布上有所降低,并在水平面上出现更明显的剪切分离;升力翼列车尾迹中包含较多破碎的小尺度涡,进而影响了尾迹涡脱落频率,使之比原型列车具有更高的能量,且涡旋耗散速度更慢。

关键词：车辆工程高速列车空气动力学升力翼列车风尾流数值模拟

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