导读:本文包含了列车空气动力学论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:列车,空气动力学,数值,网格,气动力,性能,风洞。
列车空气动力学论文文献综述
于梦阁,李田,张骞,刘加利[1]（2019）在《强降雨环境下高速列车空气动力学性能》一文中研究指出为研究强降雨对高速列车空气动力学性能的影响,利用Euler-Lagrange方法建立了强降雨环境下高速列车空气动力学计算模型;空气建模为连续相,采用Euler方法描述,雨滴建模为离散相,采用Lagrange方法描述,并采用相间耦合方法对降雨环境进行模拟;分别开展列车气动性能计算及雨滴降落仿真,并与试验数据进行对比,验证计算方法的准确性;数值仿真了强降雨环境下高速列车的流场结构和气动特性。计算结果表明:随着降雨强度的增加,在雨滴的冲击作用下,流线型头型前端区域的正压逐渐增大,流线型头型后端区域的负压逐渐减小,从而导致头车气动阻力增大;降雨强度对高速列车头车气动阻力系数的影响较为显着,而对气动升力系数的影响较小;与无降雨环境相比,当降雨强度为100～500 mm·h~(-1)时,200 km·h~(-1)车速下的气动阻力系数增加0.004 0～0.020 4,气动阻力增加85～432 N,增大率为2.64%～13.46%;300 km·h~(-1)车速下的气动阻力系数增加0.002 7～0.013 7,气动阻力增加129～652 N,增大率为1.78%～9.05%;400 km·h~(-1)车速下的气动阻力系数增加0.002 3～0.009 8,气动阻力增加195～829 N,增大率为1.52%～6.49%,因此,不同车速下,气动阻力系数随着降雨强度的增加而增大,且与降雨强度近似呈线性关系;当车速为300 km·h~(-1),降雨强度为100 mm·h~(-1),雨滴粒径由2 mm增加为4 mm时,气动阻力系数由0.152 0增大到0.154 9,气动阻力增加138 N,增大率为1.91%,因此,高速列车气动阻力系数随着雨滴粒径的增加而增大,且与雨滴粒径近似呈线性关系。(本文来源于《交通运输工程学报》期刊2019年05期）
楚德见[2]（2019）在《强风沙环境下高速列车的空气动力学研究》一文中研究指出随着科学技术的不断发展,高速列车的运行速度不断提高,在列车高速运行过程中,车体周围的流场因受到近地面的干扰其流动特性会更加复杂,因此产生了令人关注的空气动力学问题。目前,关于强风沙对高速列车空气动力学影响的研究相对较少,研究列车高速运行时,周围空气流场在列车交会过程中的变化规律有一定的科学意义和价值。本文运用空气动力学理论,对高速列车在强风沙环境下运行时列车及其周围流场的特性进行研究,运用动网格技术模拟了列车交会过程中流场的变化情况。主要通过以下几个方面进行研究:(1)建立高速列车物理模型,选择数学求解模型,用流固耦合的方法,模拟风速为20m/s,高速列车以200m/s的速度运行时的动力学特性,运用FLUENT软件的离散相模型(DPM)对风沙进行离散化处理,标准κ-ε湍流模型对气体进行连续化处理,使用欧拉-拉格朗日方法对Navier-Stokes方程进行求解。研究表明:列车高速运行时所受压力主要在车头和车尾,受风沙影响时列车的表面压力将有所增大,列车的阻力会增加,升力和粘性力会减小。(2)运用空气动力学理论分析和数值模拟相结合的方法,研究不同粒径大小(0.1mm、0.3mm、0.5mm),不同沙粒含量对列车车头的冲蚀特性,沙粒在冲击车头后的运动轨迹。研究表明:随着粒径的增大冲蚀面和冲蚀强度增大,沙粒的含量增加冲蚀率也会增加,由点冲蚀逐渐变化成面冲蚀,磨损增加;在沙粒靠近车体部位和鼻尖部位发生分离,当沙粒弹性碰撞到车头后发生向车体两侧和车头上方运动,和沙粒的理论分析有较好的吻合性。(3)建立列车交会空气动力学模型,研究无风环境下,列车以不同运行速度(200km/h、250km/h)交会时,分析了在7种不同的工况下,空气周围流场流动特性和压力流场的变化规律。研究表明:列车在交会过程中流场较为复杂,随着交会速度的增加压力值会增加,两车的压力分布一直保持对称性,列车刚交会时和交会之前列车的内壁面变化很小,随着交会的进行壁面的压力值会增加,当两车完全交会时压力值达到最大,交会的过程中气体会被压缩。(本文来源于《新疆大学》期刊2019-05-28）
余以正,滕万秀,孙健,盖杰[3]（2019）在《裙板对列车空气动力学阻力及转向架积雪结冰性能的综合影响》一文中研究指出利用风洞试验、CFD方法及线路实车验证,比较分析某型列车叁种不同型式的裙板方案对整车空气动力学阻力性能及转向架区域积雪结冰性能影响.研究发现:裙板的大小对列车阻力性能的影响与转向架区域积雪结冰性能的影响是相互矛盾,裙板越大列车整车阻力性能越优,而大裙板处存在较大的死角,加之安装大裙板时转向架区域空气流速降低,不利于排雪,容易导致雪在转向架及裙板死角处堆积,造成较多积雪,从而影响行车安全.应该综合考虑裙板对列车的空气动力学阻力性能与转向架区域积雪结冰性能的影响,选择折中的方案,最大限度的照顾列车的整车空气动力学阻力性能,又兼顾列车转向架积雪结冰性能.依此原则设计的小裙板作为高寒动车组裙板方案在实车中得到广泛应用,取得了理想效果.(本文来源于《大连交通大学学报》期刊2019年02期）
李田,秦登,安超,张继业[4]（2019）在《计算网格对列车空气动力学不确定性的影响》一文中研究指出为评价计算网格对明线列车空气动力学数值仿真计算结果的影响,基于计算流体力学,研究了计算网格对列车气动特性的不确定性.首先根据3种不同尺寸的计算网格及其计算结果,提出了计算网格对列车气动力和表面压力不确定性的计算方法;其次以ICE2列车为研究对象,划分了3种不同尺寸的计算网格,数值仿真得到了列车气动力和典型截面的压力;最后研究了该列车头车气动力和典型截面压力的不确定性.研究结果表明:数值仿真得到的气动侧力系数与试验数据的误差仅为0.31%;车身迎风侧表面压力的不确定性接近于0;车身表面压力不确定性较大的位置主要位于车体底部,其最大不确定度达到1.42;头车侧力系数的不确定度为0.002 6,而头车升力系数的不确定度为0.509 3.(本文来源于《西南交通大学学报》期刊2019年04期）
何洪阳,陈麒天,陈春俊[5]（2018）在《传感器尺寸对高速列车空气动力学测试影响》一文中研究指出列车线路试验是研究高速列车气动性能最直接的方法,通常用微型超薄气压传感器测试列车表面压力,然而传感器自身尺寸会对测点处流场产生影响,导致测试结果不准确。针对这一长期被忽略的问题,分别建立单独列车模型和含传感器的列车模型,采用大涡数值模拟方法计算两种模型测点处的表面压力,利用希尔伯特-黄变换提取脉动压力;分析由于传感器自身尺寸带来的平均压力和脉动压力的测量误差,并建立与运行速度的幂函数关系。结果表明:由于传感器自身尺寸影响,测点处平均压力的测量误差绝对值近似与运行速度呈二次函数,脉动压力级改变幅值与速度的叁次方呈正比关系,各速度级下总脉动压力级改变幅值几乎相等。将结论用于修正线路试验测试数据,为高速列车气动性能研究提供更准确的数据。(本文来源于《机械设计与制造》期刊2018年07期）
黄兆国[6]（2018）在《超高速磁浮列车空气动力学问题研究》一文中研究指出科技的进步推动了高速铁路的大发展,伴随着高速列车运营速度的不断提高,人们对更高速度的陆地交通工具的追求愈演愈烈,于是,高速磁浮列车应运而生。普通的高速轮轨列车已不可避免空气动力学问题,那么以超高速运行的磁浮列车的空气动力学问题将更加突出。因此,本文以某型磁浮列车为研究对象,对磁浮列车的一些常见的空气动力学问题进行了研究。首先,采用叁维、粘性、非定常、可压缩N-S方程和k-?两方程湍流模型,对某型磁浮列车以430km/h交会运行进行数值仿真,并将仿真结果与试验结果对比,验证数值模拟方法的可靠性;并用不同的湍流模拟方法(k-?、k-ω),对磁浮列车以600km/h等速交会运行进行数值仿真,对比仿真结果和仿真时间,进一步证明在超高速度下使用叁维、粘性、非定常、可压缩N-S方程和k-?两方程湍流模型的可靠性。其次,利用已验证的方法,研究了线路条件(平地、路堤、桥梁)和线间距对磁浮列车超高速交会运行的气动特性影响。结果表明,相对于在平地和路堤上交会运行,磁浮列车在桥梁上交会时,车体表面的压力峰值明显减小,各节车最大侧力明显减小,各节车阻力、升力相差不大,头车和尾车侧滚力矩明显减小,中间车侧滚力矩相差不大,各节车摇头力矩明显减小,头车和尾车点头力矩相差不大,中间车点头力矩有所增大;线间距对交会侧侧窗和裙板压力影响较大,随着线间距的增大,侧窗和裙板压力峰值逐渐减小,各节车的侧力峰值、侧滚力矩峰值、摇头力矩峰值逐渐减小,线间距对各节车阻力峰值、升力峰值影响不大。最后,对磁浮列车以超高速通过隧道和隧道交会进行数值仿真,分析了磁浮列车通过隧道时的气动特性,并研究了隧道阻塞比对磁浮列车隧道通过气动特性的影响。结果表明,尾车及其相邻的中间车表面负压值最大,各节车升力向上,从头车到尾车,最大升力和最大侧滚力矩越来越大,头车侧力点头力矩最大,尾车摇头力矩最大;隧道阻塞比对磁浮列车通过隧道时的气动特性影响较大,随着阻塞比的增大,磁浮列车的阻力、侧力、升力、侧滚力矩、点头力矩、摇头力矩逐渐增大。(本文来源于《西南交通大学》期刊2018-05-04）
乔英俊,何德华,陈厚嫦,吴宁[7]（2018）在《列车在风区运行空气动力学性能研究》一文中研究指出采用理论计算与试验验证相结合的方式对列车风区运行气动性能进行了研究.首先利用主流CFD分析计算方法,对挡风设施条件下的高速列车施加运行速度和横风风速以建立空气动力学仿真模型,对模型进行计算得到不同工况下列车的流场情况.其次,通过实车试验,实时获取列车风区运行时空气动力学性能(两侧压差)数据,以此分析列车在不同的线路条件和横风风速下两侧压差的变化规律.通过分析得出,列车在风区运行通过挡风设施过渡段时两侧压差发生突变,且伴随列车晃车现象影响行车安全.通过对多处过渡段区域重复试验和分析列车车体横向加速度变化情况,得出风区过渡段是列车运行薄弱环节的结论.实验数据对比了列车在过渡段工程补强前后的两侧压差情况,结论为进行工程补强后,两侧压差可减小30%~80%,其中最大减小为84.89%,工程补强效果可以明显的减小过渡段区域强风对列车的影响.(本文来源于《大连交通大学学报》期刊2018年01期）
王刚[8]（2017）在《基于TSI标准的高速列车空气动力学响应研究》一文中研究指出世界上英、法、德、日等高速铁路比较发达的国家早已开展了列车空气动力学方面的研究;目前这些国家的研究重心由最初的空气阻力等稳态效应问题已经转向了横风影响、列车交会压力波、列车通过站台隧道等非稳态效应问题。我国列车空气动力学方面研究起步较晚,但随着我国铁路高速化格局的出现,高速列车速度在不断提高,列车空气动力学特性越来越受到人们的关注。高速列车是在地面高速运行的长径比很大的细长物体,形状比较复杂,绕列车的空气流动是完全叁维的流动,在列车各部位会出现不同的空气流场。还有一些比如高速列车驶过道旁建筑物或与其他列车交会、地面效应、易受横风的干扰、通过隧道时则会产生隧道出入口效应等问题,复杂的周围环境等会产生与航空航天截然不同的空气动力学问题。欧盟委员会于2008年2月21日委员会决议上通过了关于泛欧高速铁路系统铁道机车车辆子系统互通性技术规范(简称TSI标准),在TSI标准6.2.6环境条件要求中,系统的规定了高速列车空气动力学方面应满足的载荷条件、横风条件及隧道内气压变化条件,且比较详细的给出了参考标准。论文以高速检测列车为测试对象,根据TSI标准要求,对气动载荷在不同工况下对高速列车的影响进行研究,包括列车通过站台时对人体的影响、高速列车在横风条件下的运行状态、以及列车通过隧道时的最大气压变化量。验证选取方案以及应对方法的合理性。并建立叁维动车组和扰流结构几何模型,采用基于叁维定常不可压缩RANS方程和k-?SST双方程湍流计算模型,利用通过流体力学分析软件STAR-CCM+对动车组几何模型在横风条件下进行仿真,并和实测数据进行对比分析。论文以消化吸收TSI标准中空气动力学测试要求为基础,借助环形铁道、兰新二线、及中国标准动车组大西实验线路为依托,自主研究开发了一套完整的测试方法和平台,并将其应用于最新一代我国自主知识产权的高速动车组的空气动力学性能测试中,研究并验证TSI标准的适用性,分析欧盟TSI标准并以此为依据,研究TSI标准下列车空气动力学性能适用范围和要求,确立满足欧洲标准列车空气动力学测试方案,包括所需要的软、硬件环境,数据采集和处理方法,空气动力学性能的研究方法。并在此基础上提出一些具有建设性的意见及解决方法。(本文来源于《华东交通大学》期刊2017-06-30）
包福明[9]（2017）在《列车空气动力学仿真及外形优化》一文中研究指出在中国高速铁路大发展的背景下,列车的运行速度不断提高,高速列车的空气动力学问题日益显着,高速列车空气动力学数值仿真计算具有重要工程意义。列车的气动阻力等空气动力学参数与列车的外形有密切关系,通过对列车的外形进行优化设计研究以改善列车的空气动力学性能同样具有重要工程价值。本文是针对列车空气动力学仿真和外形优化这两个问题开展的工作。建立叁节编组高速列车的几何模型和周围流场的数值模型,其中着重论述了流线型头部的几何建模方法。通过对高速列车表面的气动压力和周围流场的数值仿真计算,得到了高速列车表面的气动压力分布规律和周围流场的流动规律。分别计算和分析了高速列车在不同速度运行下总气动阻力的构成情况,并据此给出了减阻的建议。并对几种不同头尾外形的列车的气动特性进行了对比分析。以叁节编组高速列车的气动阻力为优化目标,基于代理模型方法对高速列车头尾外形进行优化设计。将拉丁超立方方法、网格变形技术、脚本文件控制CFD计算技术与代理模型方法相结合建立分析及优化流程。对比分析了响应面法代理模型和径向基神经网络代理模型在刻画列车气动阻力与控制变量间响应关系时的能力,同时观察到各设计变量对气动阻力的定量影响情况。结果表明,各优化设计变量之间相互耦合,和优化目标之间存在非线性响应关系,两种代理模型均能满足工程精度的要求,神经网络代理模型的数项统计学指标均优于响应面代理模型,神经网络代理模型更适合用来刻画高速列车气动阻力与选取的各控制变量间的非线性响应关系。基于本文构造的神经网络代理模型采用多岛遗传算法对列车头尾外形进行了降阻优化设计,优化后空气阻力值降低12.0%。针对工程上列车气动阻力和气动升力的多目标优化问题,构建叁节编组高速列车头尾外形多目标优化设计流程,采用NSGA-II算法进行非归一化寻优,经过遗传计算得到了Pareto前沿。优化后,得到的8种高速列车外形相比于优化前在气动阻力和气动升力方面都有较好的改善。(本文来源于《大连交通大学》期刊2017-06-23）
成楠[10]（2017）在《侧风作用下的高速列车空气动力学研究》一文中研究指出近年来我国高速铁路快速发展、列车车速显着提高,列车受到空气的影响越来越大,从而产生了更多的危及行车安全的空气动力学问题。针对侧风环境下高速列车的运行安全性问题,本文结合空气动力学,对高速列车的运行安全性进行研究。针对列车的空气动力学问题,本文以CRH2列车为研究对象,利用软件ICEM对已有的列车模型创建网格。基于叁维不可压缩非定常Navier-Stokes方程、k-ε二方程湍流模型和LES湍流模型,运用软件Fluent,采用有限体积法对列车的气动力特性和压力分布进行了数值仿真模拟,并对列车在侧风环境下的气动力特性进行了研究。用大涡模拟(LES)湍流模型计算侧风影响下简化了的高速列车环流。本文基于列车高度和来流风速,确定流动的雷诺数Re为2.5*107以上。在偏转角(在相对的侧风方向和列车前进方向的夹角)为90°情况下,获得计算结果。对定常侧风下的高速列车空气动力学特性,采用大涡模拟(LES)湍流模型数值计算方法进行了研究。对计算结果分析表明,在定常侧风下,列车所受的空气动力学特性也存在非定常性。为了计算简便,在侧风条件下会车,采用了k-ε两方程湍流模型,偏转角同样采用90°,获得计算结果。计算结果的静压分布有明显的会车和侧风条件下的静压分布结合,气动力也呈现出明显的非定常性。(本文来源于《西南交通大学》期刊2017-05-01）
列车空气动力学论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
随着科学技术的不断发展,高速列车的运行速度不断提高,在列车高速运行过程中,车体周围的流场因受到近地面的干扰其流动特性会更加复杂,因此产生了令人关注的空气动力学问题。目前,关于强风沙对高速列车空气动力学影响的研究相对较少,研究列车高速运行时,周围空气流场在列车交会过程中的变化规律有一定的科学意义和价值。本文运用空气动力学理论,对高速列车在强风沙环境下运行时列车及其周围流场的特性进行研究,运用动网格技术模拟了列车交会过程中流场的变化情况。主要通过以下几个方面进行研究:(1)建立高速列车物理模型,选择数学求解模型,用流固耦合的方法,模拟风速为20m/s,高速列车以200m/s的速度运行时的动力学特性,运用FLUENT软件的离散相模型(DPM)对风沙进行离散化处理,标准κ-ε湍流模型对气体进行连续化处理,使用欧拉-拉格朗日方法对Navier-Stokes方程进行求解。研究表明:列车高速运行时所受压力主要在车头和车尾,受风沙影响时列车的表面压力将有所增大,列车的阻力会增加,升力和粘性力会减小。(2)运用空气动力学理论分析和数值模拟相结合的方法,研究不同粒径大小(0.1mm、0.3mm、0.5mm),不同沙粒含量对列车车头的冲蚀特性,沙粒在冲击车头后的运动轨迹。研究表明:随着粒径的增大冲蚀面和冲蚀强度增大,沙粒的含量增加冲蚀率也会增加,由点冲蚀逐渐变化成面冲蚀,磨损增加;在沙粒靠近车体部位和鼻尖部位发生分离,当沙粒弹性碰撞到车头后发生向车体两侧和车头上方运动,和沙粒的理论分析有较好的吻合性。(3)建立列车交会空气动力学模型,研究无风环境下,列车以不同运行速度(200km/h、250km/h)交会时,分析了在7种不同的工况下,空气周围流场流动特性和压力流场的变化规律。研究表明:列车在交会过程中流场较为复杂,随着交会速度的增加压力值会增加,两车的压力分布一直保持对称性,列车刚交会时和交会之前列车的内壁面变化很小,随着交会的进行壁面的压力值会增加,当两车完全交会时压力值达到最大,交会的过程中气体会被压缩。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
列车空气动力学论文参考文献
[1].于梦阁,李田,张骞,刘加利.强降雨环境下高速列车空气动力学性能[J].交通运输工程学报.2019
[2].楚德见.强风沙环境下高速列车的空气动力学研究[D].新疆大学.2019
[3].余以正,滕万秀,孙健,盖杰.裙板对列车空气动力学阻力及转向架积雪结冰性能的综合影响[J].大连交通大学学报.2019
[4].李田,秦登,安超,张继业.计算网格对列车空气动力学不确定性的影响[J].西南交通大学学报.2019
[5].何洪阳,陈麒天,陈春俊.传感器尺寸对高速列车空气动力学测试影响[J].机械设计与制造.2018
[6].黄兆国.超高速磁浮列车空气动力学问题研究[D].西南交通大学.2018
[7].乔英俊,何德华,陈厚嫦,吴宁.列车在风区运行空气动力学性能研究[J].大连交通大学学报.2018
[8].王刚.基于TSI标准的高速列车空气动力学响应研究[D].华东交通大学.2017
[9].包福明.列车空气动力学仿真及外形优化[D].大连交通大学.2017
[10].成楠.侧风作用下的高速列车空气动力学研究[D].西南交通大学.2017
论文知识图
