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高速列车转向架区域积雪结冰数值仿真研究

机械工程学报 2023年第12期59卷 343-353页

作者：娄振蔡路李田张继业西南交通大学牵引动力国家重点实验室成都610031 湖南工业大学轨道交通学院株洲412007

高速列车在低温雨雪环境下运行时很容易在转向架区域形成积冰并严重劣化转向架动力学性能、威胁列车的运行安全。为了研究转向架区域的积冰过程,采用准瞬态的方法将积冰过程分成多个计算循环,每个计算循环由网格生成、流场计算、水滴和... 详细信息

高速列车在低温雨雪环境下运行时很容易在转向架区域形成积冰并严重劣化转向架动力学性能、威胁列车的运行安全。为了研究转向架区域的积冰过程,采用准瞬态的方法将积冰过程分成多个计算循环,每个计算循环由网格生成、流场计算、水滴和雪粒计算、转向架积冰和网格变形等组成,积冰过程采用基于壁面水膜流动的明冰模型。本研究中共进行三次计算循环,研究转向架各部件上水滴和雪粒的分布和收集系数,分析转向架各部件的积冰质量以及转向架积冰速率与时间的关系。研究结果表明,转向架区域的积冰主要分布在底部迎风面(构架底部、前后制动装置底部)、两侧垂向减振器和抗蛇行减振器、后制动装置、枕梁上表面以及前后轴箱等部件;构架、枕梁和前后制动装置上的积冰约占转向架总积冰质量的60%;三次计算循环中转向架区域总的积冰速率不断增大。

关键词：高速列车拖车转向架明冰模型收集系数积冰

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侧风下高速列车车体与轮对的运行姿态

交通运输工程学报 2011年第4期11卷 48-55页

作者：于梦阁张继业张卫华西南交通大学牵引动力国家重点实验室四川成都610031

应用流体动力学理论,建立了高速列车空气动力学模型,计算了作用于高速列车车体上的气动力和气动力矩;应用多体动力学理论,建立了车辆系统动力学模型,分析了在不同风向角、侧偏角与合成风速下高速列车头车车体和轮对的运行姿态。计算结... 详细信息

应用流体动力学理论,建立了高速列车空气动力学模型,计算了作用于高速列车车体上的气动力和气动力矩;应用多体动力学理论,建立了车辆系统动力学模型,分析了在不同风向角、侧偏角与合成风速下高速列车头车车体和轮对的运行姿态。计算结果表明:在不同侧风环境下,头车车体始终向背风侧横摆和侧滚;当风向角为90°时,车体的横向位移和侧滚角最大;当列车车速为350 km.h-1,侧风风速分别为13.8、32.6 m.s-1时,列车头车车体最大横向位移分别为74.2、171.7 mm,最大侧滚角分别为3.1°和8.4°;当列车车速为200 km.h-1,风速不小于32.6 m.s-1,且风向角为90°时,列车头车一、二位轮对均向背风侧横移,背风侧车轮易发生爬轨现象,三、四位轮对均向迎风侧横移,三位轮对迎风侧车轮易发生爬轨现象;四位轮对的横移量和摇头角均小于前三位轮对,相对安全。

关键词：高速列车空气动力学系统动力学侧风车体轮对运行姿态

基于联络通道缓解高速列车在长大隧道的压力波波动

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工程力学 2020年第7期37卷 230-239页

作者：高畅张继业李田孙瑶西南交通大学牵引动力国家重点实验室成都610031

为了减缓高速列车通过隧道引起的压力波动对列车运行的影响,基于列车空气动力学研究了高速列车通过带有联络通道的隧道时的压力波特性。建立了3节编组高速列车数值仿真计算模型,基于三维、非定常、可压缩Navier-Stokes方程以及k-ε两方... 详细信息

为了减缓高速列车通过隧道引起的压力波动对列车运行的影响,基于列车空气动力学研究了高速列车通过带有联络通道的隧道时的压力波特性。建立了3节编组高速列车数值仿真计算模型,基于三维、非定常、可压缩Navier-Stokes方程以及k-ε两方程湍流模型和滑移网格技术,数值模拟了高速列车通过联络通道隧道的气动特性,主要考虑设置联络通道后,联络通道面积、列车运行速度和不同通道间距对隧道压力波动的影响。研究结果表明:列车通过设有联络通道的隧道相比于无联络通道隧道的气动特性得到明显改善;通道对初始压力上升与下降抑制效果更加明显,对膨胀波的抑制更为突出;列车运行速度越高,通道面积越大,压力波回落越明显;联络通道的设置使压力波波形呈现局部锯齿状。提出了列车通过隧道时压力峰值的快速计算公式。

关键词：高速列车气动特性长大隧道联络通道压力波

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高速列车转向架空气阻力的数值模拟

交通运输工程学报 2011年第2期11卷 45-51页

作者：郑循皓张继业张卫华西南交通大学牵引动力国家重点实验室四川成都610031

为了研究转向架的空气阻力特性,建立了列车空气动力学模型。基于三维定常可压缩N-S方程和k-ε两方程湍流模型,采用有限体积法对速度为400 km.h-1的高速列车空气动力学性能进行了数值模拟,分析了车底结构对转向架气动力的影响。研究结果... 详细信息

为了研究转向架的空气阻力特性,建立了列车空气动力学模型。基于三维定常可压缩N-S方程和k-ε两方程湍流模型,采用有限体积法对速度为400 km.h-1的高速列车空气动力学性能进行了数值模拟,分析了车底结构对转向架气动力的影响。研究结果表明:转向架区域的流场结构非常复杂,转向架前后都会有漩涡形成;高速列车各转向架所受气动阻力差别很大,无侧风条件下,头车一位端转向架阻力是第4转向架阻力的4倍以上;转向架气动阻力占列车总阻力的20%以上,在侧风作用下占40%以上;不同车体底部形状使转向架阻力最大相差30%以上;适当改进列车底部结构,有利于减少转向架的气动阻力,进而减小列车运行气动阻力。

关键词：高速列车转向架有限体积法空气阻力列车空气动力学流场结构

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横风下高速列车流固耦合动力学联合仿真

振动工程学报 2012年第2期25卷 138-145页

作者：李田张继业张卫华西南交通大学牵引动力国家重点实验室四川成都610031

基于车辆-轨道耦合动力学和空气动力学建立了高速列车流固耦合动力学行为的联合仿真计算方法。通过将车辆-轨道耦合动力学计算程序嵌入流体力学程序中,避免了流体和固体两个求解器之间的数据交换通讯,并且采用耦合迭代步内流固边界条件... 详细信息

基于车辆-轨道耦合动力学和空气动力学建立了高速列车流固耦合动力学行为的联合仿真计算方法。通过将车辆-轨道耦合动力学计算程序嵌入流体力学程序中,避免了流体和固体两个求解器之间的数据交换通讯,并且采用耦合迭代步内流固边界条件气动力线性插值的办法,实现了流体和固体两个求解器时间迭代步长的独立选取,提高了计算速度。利用建立的流固耦合计算方法,研究了6级横风环境下列车以350km/h速度运行时的流固耦合动力学行为。比较了离线仿真和联合仿真两种方法下列车气动力与姿态、安全性和舒适性指标的差异。研究表明:列车-气流的流固耦合效应对头车气动力和姿态的影响显著,头车安全性指标有所恶化。

关键词：流固耦合空气动力学高速列车横风联合仿真

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美国调整对印、巴军售政策的影响

现代国际关系 2005年第4期 38-39页

作者：张继业中国现代国际关系研究院美国所

3月25日,布什政府正式宣布将向巴基斯坦出售24架F-16战机,同时表示将允许美国公司与印度政府进行洽谈,以商讨包括F-16、F-18在内的126架先进战机售买和民用核技术转让等事宜.

关键词：美国印度巴基斯坦军售政策军事地缘政治

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高速列车车内中高频气动噪声计算方法

交通运输工程学报 2011年第3期11卷 55-60页

作者：刘加利张继业张卫华西南交通大学牵引动力国家重点实验室四川成都610031

利用SSTk-w湍流模型计算了高速列车的外部非定常流场,提取了车身表面的脉动压力;基于统计能量分析理论,建立了高速列车车内中高频气动噪声分析模型,确定了模型中各个子系统的参数,计算了由车外脉动压力诱发产生的车内气动噪声。计算结... 详细信息

利用SSTk-w湍流模型计算了高速列车的外部非定常流场,提取了车身表面的脉动压力;基于统计能量分析理论,建立了高速列车车内中高频气动噪声分析模型,确定了模型中各个子系统的参数,计算了由车外脉动压力诱发产生的车内气动噪声。计算结果表明:高速列车车头的脉动压力变化最剧烈;在中高频范围内,司机室和乘客室的声压级随着频率的增大而减小,在频率为0.5 kHz时,司机室的最大声压级为93.79 dB,乘客室的最大声压级为81.99 dB;在各个频率下,司机室3个声腔的声压级的最大差值为3.89 dB,乘客室3个声腔的声压级的最大差值为8.69 dB;司机室的声压级大于乘客室的声压级,司机室中部声腔的声压级最大,且主要能量输入来自于车窗和底板。通过对车窗进行有效设计及改善车内吸声性能,能够降低车内气动噪声。

关键词：车辆工程高速列车气动噪声脉动压力声压级声腔统计能量分析

时滞Cohen-Grossberg神经网络的全局稳定性

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西南交通大学学报 2008年第3期43卷 381-386页

作者：龙兰徐晓惠张继业西南交通大学牵引动力国家重点实验室

为将神经网络应用于最优化问题的求解,对具有无穷时滞的Cohen-Grossberg神经网络平衡点的存在性、唯一性和全局渐近稳定性进行了探讨.在不假设激活函数有界性、单调性和可微性的情况下,得到了系统平衡点的存在性条件.利用向量Liapunov... 详细信息

为将神经网络应用于最优化问题的求解,对具有无穷时滞的Cohen-Grossberg神经网络平衡点的存在性、唯一性和全局渐近稳定性进行了探讨.在不假设激活函数有界性、单调性和可微性的情况下,得到了系统平衡点的存在性条件.利用向量Liapunov函数法,构造适当的含有无穷时滞的微分-积分不等式,并分析了微分-积分不等式的稳定性,得到了Cohen-Grossberg神经网络系统全局渐近稳定性的判据.通过判断由神经网络的权系数、自反馈函数以及激励函数构造的矩阵是否为M-矩阵,即可得到Cohen-Grossberg神经网络系统的全局渐近稳定性.最后给出了一个算例,以说明该判据的正确性.

关键词：神经网络时滞稳定性

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一类随机车辆跟随系统的控制策略

哈尔滨工程大学学报 2015年第2期36卷 171-174页

作者：施继忠张继业徐晓惠浙江师范大学工学院浙江金华321004 西南交通大学牵引动力国家重点实验室四川成都610031 西华大学汽车与交通工程学院四川成都610039

为了改善高速公路的通行能力和安全性,考虑随机因素的影响,研究一类顾前顾后自动高速公路车辆跟随系统的控制器设计。基于伊藤随机微分方程建立了随机车辆动力学模型,运用滑模控制设计了随机车辆纵向跟随系统的控制规律。然后根据系统... 详细信息

为了改善高速公路的通行能力和安全性,考虑随机因素的影响,研究一类顾前顾后自动高速公路车辆跟随系统的控制器设计。基于伊藤随机微分方程建立了随机车辆动力学模型,运用滑模控制设计了随机车辆纵向跟随系统的控制规律。然后根据系统稳定性判据分析了控制系统的稳定性,得到系统控制参数的收敛区域为式(18)^(20)。数值仿真实验表明:各跟随车辆的速度、加速度等状态在较短的时间内能迫近领头车辆,车间距误差有较快的收敛速度,在15 s内收敛于0。

关键词：随机因素车辆跟随系统矢量Lyapunov函数指数群稳定性滑模控制