检索结果-内蒙古大学图书馆

铁道学报 2025年第3期47卷 25-39页

作者：徐古福张继业李田兰洪西南交通大学轨道交通运载系统全国重点实验室四川成都610031 中车株洲电力机车有限公司重载快捷大功率电力机车全国重点实验室湖南株洲412001

为评估升力翼高速列车的可行性,基于列车空气动力学和车辆多体系统动力学,分析在明线无风及横风环境下,有无升力翼的高速列车非定常气动特性和动力学性能。采用改进的延迟分离涡数值模拟方法对有无翼高速列车的非定常气动特性、气动载... 详细信息

为评估升力翼高速列车的可行性,基于列车空气动力学和车辆多体系统动力学,分析在明线无风及横风环境下,有无升力翼的高速列车非定常气动特性和动力学性能。采用改进的延迟分离涡数值模拟方法对有无翼高速列车的非定常气动特性、气动载荷时域及频域特性进行对比分析。将非定常气动载荷作为输入边界加载到列车系统动力学模型,探究有无翼高速列车的动力学响应特性和性能指标之间的差异。研究结果表明:无风及横风环境下,安装升力翼后列车周围流场涡结构发生明显变化;有无翼时,各车辆受到的气动载荷主频主要集中在0~10 Hz,与车辆悬挂模态对应的频率接近;明线无风下,尾车受到的侧力、侧滚力矩及摇头力矩幅值较大,使得尾车摇头更加明显,安装升力翼后各车辆的上浮量及轮重减载率明显增大;明线横风下,安装升力翼后,头车迎风侧的车轮减载量增加导致轮重减载率及倾覆系数增大,运行安全性恶化。

关键词：高速列车升力翼非定常气动动力学性能横风

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高速列车设备舱风-雪流试验可复现性探究及防积雪优化

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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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城际快速列车隧道交会气动特性

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城市轨道交通研究 2025年第05期 81-86+92页

作者：张宝珍周安德孟令锋易晓丹唐明赞南喆熊小慧中车株洲电力机车有限公司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

[目的]城际快速列车在隧道内交会时产生的气动载荷和瞬时压力变化，严重影响了列车行车安全和旅客乘坐气动舒适性。因此，有必要对城际快速列车隧道交会时的气动特性进行研究。[方法]基于空气动力学数值计算方法，研究了某城际快速列车... 详细信息

[目的]城际快速列车在隧道内交会时产生的气动载荷和瞬时压力变化，严重影响了列车行车安全和旅客乘坐气动舒适性。因此，有必要对城际快速列车隧道交会时的气动特性进行研究。[方法]基于空气动力学数值计算方法，研究了某城际快速列车隧道内交会时的气动载荷和车内压力波动情况，分析了列车表面压力变化、隧道壁面压力变化、各节车辆所受横向力变化，以及车厢内压力变化。[结果及结论]交会侧和非交会侧的列车表面压力幅值基本一致；隧道壁面压力幅值基本沿隧道中部呈对称分布；列车所受横向力和倾覆力矩近似与列车交会速度的平方成正比；车内瞬时压力波动满足1 s内不大于500 Pa和3 s内不大于800 Pa的旅客乘坐气动舒适性要求。

关键词：城际快速列车空气动力学气动舒适性

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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长沙410075 中南大学交通运输工程学院长沙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 中南大学空气动力学铁路行业重点实验室长沙410075 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长春130062

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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曲线条件下重载列车闸瓦压力不均衡紧急制动特性分析

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重庆理工大学学报(自然科学) 2025年第1期39卷 205-212页

作者：张铭涛王志伟刘鹏飞石怀龙刘国云张卫华西南交通大学轨道交通运载系统全国重点实验室成都610031 西南交通大学机械工程学院成都610031 石家庄铁道大学省部共建交通工程结构力学行为与系统安全国家重点实验室石家庄050043 中车株洲电力机车有限公司重载快捷大功率电力机车全国重点实验室湖南株洲412001

为研究重载列车通过曲线时闸瓦压力不均衡对轮轨动态相互作用的影响,以万吨重载列车为研究对象,根据多体动力学理论,建立考虑基础制动装置且能够模拟轮瓦摩擦制动效果的三维和一维混编的万吨重载列车动力学模型,并对动力学模型的有效性... 详细信息

为研究重载列车通过曲线时闸瓦压力不均衡对轮轨动态相互作用的影响,以万吨重载列车为研究对象,根据多体动力学理论,建立考虑基础制动装置且能够模拟轮瓦摩擦制动效果的三维和一维混编的万吨重载列车动力学模型,并对动力学模型的有效性进行验证。基于此,针对曲线上基础制动装置故障导致目标车辆出现不均衡闸瓦压力的情况,系统研究了不均衡闸瓦压力对重载列车曲线通过性能的影响。仿真结果表明:在曲线线路上出现紧急制动不均衡闸瓦压力时,列车产生的车钩力和轮轨激励的共同作用导致重载列车动力学行为恶化。通过1200 m的曲线半径时,在车钩力和闸瓦压力不均衡作用的影响下,一位轮对的横移量、轮轴横向力和磨耗数相比正常制动工况分别增大了16.7%、25.7%和118.66%。列车在半径为600 m的曲线上发生闸瓦压力不均衡时,轮轨动态相互作用恶化最为严重,闸瓦压力不均衡导致列车出现脱轨、轮缘贴靠以及轮对磨损的可能性更大。因此,在重载列车实际运行和维护过程中,需重点关注列车在曲线上的制动行为以及基础制动装置的保养。

关键词：多体动力学重载列车紧急制动闸瓦故障曲线通过性能

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60°侧滑角下车地间距对列车气动特性的影响

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中南大学学报(自然科学版) 2025年第3期56卷 1198-1209页

作者：董天韵王家斌钟睦中南大学极端流动力能前沿科学中心湖南长沙410075 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 中南大学交通运输工程学院轨道交通安全教育部重点实验室湖南长沙410075

采用改进型延迟分离涡模拟(IDDES)方法,探讨在60°侧滑角条件下,车地间距减小对简化列车流场与气动力特性的影响。通过网格无关性验证并与风洞试验结果对比,验证计算结果的合理性。研究结果表明:减小车地间距能使列车迎风侧气流在... 详细信息

采用改进型延迟分离涡模拟(IDDES)方法,探讨在60°侧滑角条件下,车地间距减小对简化列车流场与气动力特性的影响。通过网格无关性验证并与风洞试验结果对比,验证计算结果的合理性。研究结果表明:减小车地间距能使列车迎风侧气流在表面分流位置增高,车底分离泡尺度减小,车顶分离涡对车体影响距离增加,背风侧分离涡V1强度增加;车地间距变化对车体不同位置表面压力影响存在差异;车地间距减小主要减小了尾部正阻力系数,而对头部负阻力系数影响较小,导致整体负阻力绝对值随车地间距减小而增加。在本文工况内,随车地间距减小,横向力最大增加7.6%;升力随车地间距减小而减小,减小幅度最大为31.4%。在横向力和升力的综合作用下,模型整体倾覆力矩在车地间距[h0,h1]范围内维持相对稳定,车地间距从h1减小到h2则导致倾覆力矩增大6.2%。

关键词：车地间距效应高速列车气动特性数值模拟横风

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超级电容有轨电车储能电源散热仿真及优化

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电力机车与城轨车辆 2025年第2期48卷 83-87页

作者：廖致远付亚娥施柱刘慧芳李中意重载快捷大功率电力机车全国重点实验室湖南株洲412001 中车株洲电力机车有限公司湖南株洲412001 清华大学能源与动力工程系北京100084

文章以某超级电容有轨电车储能电源为研究对象,对其额定工况下运行时的散热效果进行仿真计算,发现其内部模组的最高温度过高,且模组温度均匀性较差。基于“底部进风+侧面排风+中间抽风”的通风散热方案,对储能电源箱体的底部进风口形状... 详细信息

文章以某超级电容有轨电车储能电源为研究对象,对其额定工况下运行时的散热效果进行仿真计算,发现其内部模组的最高温度过高,且模组温度均匀性较差。基于“底部进风+侧面排风+中间抽风”的通风散热方案,对储能电源箱体的底部进风口形状、数量、排布方式及风扇位置进行优化,并对散热结构优化后储能电源的散热性能进行仿真分析和试验验证。结果表明,模组的表面最高温度显著降低,且不同模组温度分布的均匀性显著提升,满足超级电容有轨电车储能电源的运行需求。

关键词：超级电容储能电源散热仿真

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送风环境下地铁车厢火灾探测器响应时间

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清华大学学报（自然科学版） 2024年第6期64卷 975-983页

作者：李行周汛焦伟冰中车株洲电力机车有限公司重载快捷大功率电力机车全国重点实验室株洲412001 中南大学防灾科学与安全技术研究所长沙410075

为探究火源位置对送风环境下地铁车厢火灾探测器响应时间的影响,研究了不同火源位置下车厢内烟气蔓延规律及探测器响应时间。研究结果表明:回风口处风速较大,如果火灾发生在回风口附近,烟气可能会通过回风口进入车厢顶部送风系统,进而... 详细信息

为探究火源位置对送风环境下地铁车厢火灾探测器响应时间的影响,研究了不同火源位置下车厢内烟气蔓延规律及探测器响应时间。研究结果表明:回风口处风速较大,如果火灾发生在回风口附近,烟气可能会通过回风口进入车厢顶部送风系统,进而无法及时蔓延进入车厢顶部C形槽中,从而可能导致探测器响应时间延长。较大的风速会阻碍烟气向车厢顶部的蔓延,从而导致烟气无法快速进入C形槽内,致使探测器响应时间延长。因此,送风口所在截面的位置相比于车厢中心截面是更不利于火灾探测的位置。对该研究建立的车厢模型来说,在C形槽内布置2个探测器较为合理,在该研究设定的各火灾场景下,探测器均可在60 s内探测到烟气。该研究结果可为此类地铁车厢的探测器布置提供参考。

关键词：地铁车厢探测响应地铁车厢火灾烟气蔓延探测器布置

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基于自适应特征模态分解的轴承微弱故障特征提取方法

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电力机车与城轨车辆 2025年第03期 59-65页

作者：陈睿宋冬利李林肖试录万志敏周鹏重载快捷大功率电力机车全国重点实验室西南交通大学轨道交通运载系统全国重点实验室株洲国创轨道科技有限公司中车株洲电力机车有限公司

为解决轴承微弱故障特征提取效果不佳的问题，文章基于特征模态分解方法，利用能量差和功率谱峭度作为选取准则，获取故障信号的最优模态分量；利用频域加权能量算子（FWEO）对最优模态分量进行解调，准确获取了轴承的故障特征频率。利... 详细信息

为解决轴承微弱故障特征提取效果不佳的问题，文章基于特征模态分解方法，利用能量差和功率谱峭度作为选取准则，获取故障信号的最优模态分量；利用频域加权能量算子（FWEO）对最优模态分量进行解调，准确获取了轴承的故障特征频率。利用上述方法对仿真信号和实测信号进行分析验证，结果表明，该方法可以有效增强信号中的微弱信息，提高信号周期性的瞬态冲击特征，能够准确地提取出轴承故障特征。

关键词：轴承故障特征模态分解频域加权能量算子(FWEO)

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