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地铁列车尾部吹吸气控制对尾流特征的影响

中南大学学报（自然科学版） 2024年第5期55卷 1867-1879页

作者：唐银瑜杨明智杜俊涛刘宏康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 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 中车青岛四方机车车辆股份有限公司山东青岛266111

为改善地铁列车尾部流动特征、减小列车气动阻力,提出一种在地铁列车尾部表面吹气及吸气的主动流动控制方法,分析不同吹气形式以及速度下,列车尾部流场及气动阻力的变化,解释列车尾部吹吸气作用下列车气动性能变化的原因。研究结果表明... 详细信息

为改善地铁列车尾部流动特征、减小列车气动阻力,提出一种在地铁列车尾部表面吹气及吸气的主动流动控制方法,分析不同吹气形式以及速度下,列车尾部流场及气动阻力的变化,解释列车尾部吹吸气作用下列车气动性能变化的原因。研究结果表明,在尾车施加吹/吸气的主动控制方法可以达到减小列车气动阻力的目的。当吹、吸气速度为0.6U(U为列车速度)时,集中吹气控制的气动减阻效果最为显著,3车编组整车气动减阻率达到了12.9%,非集中吹气次之,为10.9%,吸气控制则为10.3%。尾车吹气控制通过扰动流场来有效抑制流向涡结构,且相比于非集中式吹气,气流方向汇聚于某焦点的集中式吹气可显著提升气动减阻能力;吸气控制则通过吸除尾车肩部近壁区的尾部流向涡,使整车气动阻力降低,但吸气使更强的空气流动加速,使得气动减阻效果下降。因此,建议采用吹气速度为0.6U的集中吹气方式减小钝头列车气动阻力,在该吹气速度下,头车、中车、尾车和全车的气动减阻率分别为0.3%、4.5%、27.6%和12.9%。

关键词：地铁列车流动控制尾部吹吸气动减阻

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横风下列车平顺化对气动特性的影响

铁道科学与工程学报 2022年第9期19卷 2498-2506页

作者：梁习锋邹涌刘宏康中南大学交通运输工程学院湖南长沙410075

由于横风下运行的高速列车气动特性恶化,面临侧翻的风险,并且转向架和风挡对高速列车周围的流场及气动特性影响较大,会加剧横风下的不稳定性,采用改进的延迟分离涡模拟(IDDES)方法研究横风作用下转向架和风挡的平顺化设计对高速列车气... 详细信息

由于横风下运行的高速列车气动特性恶化,面临侧翻的风险,并且转向架和风挡对高速列车周围的流场及气动特性影响较大,会加剧横风下的不稳定性,采用改进的延迟分离涡模拟(IDDES)方法研究横风作用下转向架和风挡的平顺化设计对高速列车气动特性的影响。研究结果表明,在横风下平顺化列车模型由于结构简单,气动阻力更小,同时由于背风侧大尺度涡流引起的负表面压力,侧向力更大,而在原始模型中转向架减弱了大尺度涡流对高速列车背风面表面压力的影响。转向架在列车底部产生了大量的旋涡,是原始模型和平顺化模型中流场出现差异的主要原因,风挡结构比转向架简单,对流场的扰动效果弱,但风挡表面压力对气动阻力会产生较大影响。在频谱分析中,由于原始模型中转向架引起的扰动,高速列车气动力震荡的幅值更大。转向架产生的大量小尺度涡与大尺度涡相互作用并削弱了大尺度涡对高速列车的影响,从而导致原始模型中气动力的主频率消失。此外,转向架产生的小尺度涡加剧了流动的混乱程度,这些涡在横风作用下被推离车体,影响测点处列车风分布,在阵风分析中导致各次运行间差异较大。原始模型中列车风的峰值出现在车头部分的轨道高度处,会对轨道旁的设备和施工人员产生威胁。

关键词：平顺化设计转向架横风列车风列车空气动力学。

改进k-ω-γ转捩模式对不同雷诺数下HIAD的转捩预测

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航空学报 2023年第6期44卷 50-59页

作者：刘宏康陈坚强向星皓赵雅甜中南大学交通运输工程学院长沙410075 中国空气动力研究与发展中心空气动力学国家重点实验室绵阳621000 中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所绵阳621000

高超声速充气式柔性减速器(HIAD)在气动力作用下会变形为波纹状,从而促进流动转捩为湍流,准确预测其转捩位置和壁面热流对热防护系统的设计至关重要。拓展了分离诱导转捩预测性能的改进k-ω-γ模式,同时具备对第1模态、第2模态、横流模... 详细信息

高超声速充气式柔性减速器(HIAD)在气动力作用下会变形为波纹状,从而促进流动转捩为湍流,准确预测其转捩位置和壁面热流对热防护系统的设计至关重要。拓展了分离诱导转捩预测性能的改进k-ω-γ模式,同时具备对第1模态、第2模态、横流模态以及流动分离失稳的预测能力。本文将其应用于不同雷诺数下壁面波纹变形的HIAD边界层转捩预测,并与原始k-ω-γ模式的预测结果进行了对比,以评估和验证其对复杂转捩现象的预测性能。在此基础上,细致剖析了改进k-ω-γ模式的转捩预测机制。结果表明,改进k-ω-γ转捩模式可准确预测不同来流雷诺数下HIAD的转捩起始位置、转捩阵面形态和壁面热流分布。波纹壁面波峰处的转捩预测主要由构造的分离间歇因子猝发。而在波谷位置,第1模态、横流模态以及流动分离的贡献都很重要。以上研究显示了改进k-ω-γ模式在复杂外形中的应用潜力,可为多重不稳定耦合作用下的转捩预测方法发展提供参考。

关键词：边界层转捩转捩模式柔性减速器高超声速气动热

香港地区2013—2016年地基GPS大气可降水量与实际降雨量的比较

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国防科技大学学报 2017年第5期39卷 14-20,44页

作者：徐晓华刘宏康罗佳武汉大学测绘学院湖北武汉430079 地球空间信息技术协同创新中心湖北武汉430079 地球空间环境与大地测量教育部重点实验室湖北武汉430079

在利用欧洲中尺度天气预报中心(ECMWF)的数据对由GPS观测资料计算的大气可降水量(PWV)进行精度评定的基础上,基于谐波分析的方法对香港地区不同方位5个测站2013—2016年连续4年的PWV(GPS)和实际降雨量进行比较。结果表明,地基PWV(GPS)... 详细信息

在利用欧洲中尺度天气预报中心(ECMWF)的数据对由GPS观测资料计算的大气可降水量(PWV)进行精度评定的基础上,基于谐波分析的方法对香港地区不同方位5个测站2013—2016年连续4年的PWV(GPS)和实际降雨量进行比较。结果表明,地基PWV(GPS)相对于PWV(ECMWF)月均值的均方根在1.02~3.07 mm之间,偏差在-2.14~2.52 mm之间。地基PWV(GPS)和实际降雨量都呈现明显的周期性,两者每年峰值出现的时间有非常一致的对应关系。PWV的峰值出现在7月,振幅在14.65mm与16.79 mm之间;实际降雨量峰值同样出现在7月,振幅在147.64 mm与211.01 mm之间。5个测站PWV年增长率为正表明,近4年香港地区PWV呈现出增长的趋势;而实际降雨量年增长率除HKOH测站为正外,其余站点均为负,总体呈现出逐年减少的趋势。

关键词：全球定位系统大气可降水量实际降雨量谐波分析

土地整治中生态环境保护存在的主要问题及处理要点探讨

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中文科技期刊数据库（引文版）工程技术 2022年第10期 25-28页

作者：杨路谭晓丹刘宏康上思县自然资源局广西防城港535599

土地整理旨在实现土地资源的科学利用,优化当前的土地资源结构,为各项活动的实施提供重要的保障。在新时期背景下,我国逐渐加强对生态环境保护的重视程度,在土地整理中需要明确各个整理方案和生态环境之间的关系,将重点放在改善农业生... 详细信息

土地整理旨在实现土地资源的科学利用,优化当前的土地资源结构,为各项活动的实施提供重要的保障。在新时期背景下,我国逐渐加强对生态环境保护的重视程度,在土地整理中需要明确各个整理方案和生态环境之间的关系,将重点放在改善农业生产条件和生产环境中实现土地的集约化利用中,使土地整理效果能够得到进一步的保证,减少各种生态环境破坏的问题,营造良好的生态环境。

关键词：土地整治生态环境保护要点

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基于图剖分的多块结构网格负载平衡方法

航空学报 2017年第5期38卷 72-81页

作者：刘宏康阎超林博希赵雅甜北京航空航天大学航空科学与工程学院北京100083

负载平衡是影响并行计算性能的重要因素。针对多块结构网格,给出了一种改进的多层次图剖分负载平衡方法。该方法设计了新的网格剖分算法,采用改进的子块分裂方法与图剖分算法的循环调用实现结构对接网格剖分,并通过建立不同物体重叠网... 详细信息

负载平衡是影响并行计算性能的重要因素。针对多块结构网格,给出了一种改进的多层次图剖分负载平衡方法。该方法设计了新的网格剖分算法,采用改进的子块分裂方法与图剖分算法的循环调用实现结构对接网格剖分,并通过建立不同物体重叠网格间的连接关系,实现了结构重叠网格的负载平衡。采用2个典型算例对方法进行了对比验证,数值结果表明,子块分裂方法对剖分结果具有重要影响,采用循环调用算法及改进的子块分裂方法能有效地实现计算负载均衡及通信量优化,同时显著减少了网格块数及因虚网格导致的内存需求,有利于提高并行效率。该负载平衡方法与网格拓扑无关,适用于多块结构对接网格及重叠网格,且整体型剖分方式对于多块结构重叠网格具有更好的剖分效果。

关键词：计算流体力学并行计算结构网格负载平衡图剖分

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圆弧翼型跨声速流动的动态模态分析

北京航空航天大学学报 2019年第5期45卷 1026-1032页

作者：胡万林于剑刘宏康阎超北京航空航天大学航空科学与工程学院北京100083

跨声速翼型的激波周期性自激振荡会给机翼结构带来附加的脉动载荷,从而加剧飞行器表面结构的疲劳损伤。使用动态模态分解(DMD)方法研究了跨声速下绕厚度18%的对称双圆弧翼型的压力脉动场,分析了DMD提取的各阶主模态的频率特征、压力脉... 详细信息

跨声速翼型的激波周期性自激振荡会给机翼结构带来附加的脉动载荷,从而加剧飞行器表面结构的疲劳损伤。使用动态模态分解(DMD)方法研究了跨声速下绕厚度18%的对称双圆弧翼型的压力脉动场,分析了DMD提取的各阶主模态的频率特征、压力脉动的空间分布以及压力脉动随激波振荡的时间演化过程,并使用DMD模态进行流场重构。结果表明,DMD方法能准确捕捉流场各特征频率的模态,第1阶模态是激波抖振的主频,在激波的自激振荡过程中占主导作用,前7阶模态重构的流场损失函数降低至4%以内,误差主要分布于激波间断处。

关键词：跨声速流动自激振荡动态模态分解(DMD) 圆弧翼型流场重构

面向轨道交通课程的国际化教学模式探索——以高等流体力学课程为例

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高教学刊 2022年第26期8卷 25-28页

作者：张洁刘宏康熊小慧姜琛高广军中南大学交通运输工程学院长沙410075 中南大学轨道交通安全教育部重点实验室长沙410075

随着全球科学技术日新月异、人才竞争日益激烈,开设高质量研究生国际化教育课程、培养具有高素质的国际化综合型研究人才,已成为提升国家轨道交通综合科研实力的必然趋势。该文以轨道交通专业课程高等流体力学为例,对加强教学团队建设... 详细信息

随着全球科学技术日新月异、人才竞争日益激烈,开设高质量研究生国际化教育课程、培养具有高素质的国际化综合型研究人才,已成为提升国家轨道交通综合科研实力的必然趋势。该文以轨道交通专业课程高等流体力学为例,对加强教学团队建设、丰富教学内容、优化教学方法及完善考核机制等方面的课程改革措施进行详细介绍,为轨道交通相关专业的国际化课程教学模式探索提供借鉴。

关键词：轨道交通国际化教学模式个性发展团队意识课程改革

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横风下转向架对高速列车周围流场影响分析

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