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横风下不同编组长度城际动车组气动载荷规律分析

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铁道科学与工程学报 2024年第4期21卷 1567-1578页

作者：黄尊地彭程陈传仰许振国周镇斌伊严严常宁五邑大学轨道交通学院广东江门529020

横风是城际动车组运行时产生晃动和不稳定现象的重要原因。为提高城际动车组在横风条件下的运行安全性和稳定性,并找到动车组最优的编组配置,开展城际动车组在横风环境下的气动载荷研究。基于三维、非定常、不可压的DES湍流模型,采用新... 详细信息

横风是城际动车组运行时产生晃动和不稳定现象的重要原因。为提高城际动车组在横风条件下的运行安全性和稳定性,并找到动车组最优的编组配置,开展城际动车组在横风环境下的气动载荷研究。基于三维、非定常、不可压的DES湍流模型,采用新型城际动车组研究有/无横风环境不同编组长度对列车气动特性的影响,分析城际动车组在高架运行时各节车厢周围流场变化情况,探究城际动车组气动载荷变化规律。研究结果表明:当无横风时,头车和尾车的阻力系数大于中间车,且随着车速的增加头车和尾车的阻力系数基本不变;尾车的升力系数大于头车和中间车,且随着车速的增加头车和尾车的升力系数基本不变。当有横风时,头车的阻力系数反向增大,尾车的阻力系数正向增大,头尾车阻力系数随速度的增大而减小,中间车基本不变;头车升力系数小于尾车和中间车,编组越长,中间车升力系数波动减缓,且随速度的增大而减小。对于侧向力系数,横风使头车侧向力系数最大,中间车次之,尾车最小。编组越长,中间车侧向力系数波动越小;对于倾覆力矩系数,横风使头车倾覆力矩反向最大,中间车次之,尾车最小,随速度的增大而减小。此外,不同编组的城际列车在运行中存在着不同的气动特性,长编组列车在相同条件下具有更好的稳定性和舒适性,且城际动车组车头各种载荷变化波动最大,需要重点关注。研究可为优化列车设计、提高运行安全性和稳定性提供科学依据。在城际动车组设计和编组时,应当优先选择较长编组,以确保列车运行安全和稳定。

关键词：横风不同编组城际动车组气动特性数值仿真

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低真空管道磁浮列车交会激波流场特性分析

中南大学学报（自然科学版） 2024年第5期55卷 1793-1805页

作者：黄尊地伊严严常宁梁习锋周镇斌刘夕语五邑大学轨道交通学院广东江门529020 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教育部重点实验室湖南长沙410075

为了解决管道列车高速运行时产生的激波等气动效应问题,通过建立三维仿真模型,针对不同阻塞比、线间距和列车外形,基于DES湍流模型,开展非稳态数值模拟研究,分析列车在低真空管道内交会时的激波流场结构、管道壁面压力、列车表面压力。... 详细信息

为了解决管道列车高速运行时产生的激波等气动效应问题,通过建立三维仿真模型,针对不同阻塞比、线间距和列车外形,基于DES湍流模型,开展非稳态数值模拟研究,分析列车在低真空管道内交会时的激波流场结构、管道壁面压力、列车表面压力。研究结果表明:随阻塞比的增大,列车前端壅塞长度增加,且正压区域压力增大,激波反射更加剧烈,尾流激波反射强度增大,激波串长度加长;阻塞比增大有助于增大激波和膨胀波的入射角,从而增大激波和膨胀波的反射次数。随线间距的增大,管道内压力波动幅度相对增大,但改变线间距对管道内激波流场结构、管道壁面压力、列车表面压力的影响不大。列车头部压力和尾部激波强度与流线型长度存在一定的关系,随着列车流线型长度的增加,列车前端壅塞长度缩短,车头前端高压区壅塞强度和车尾末端尾流区域激波反射强度均减小。

关键词：低真空管道列车交会阻塞比线间距列车外形

讲好“中国铁路故事” 弘扬高铁“工匠精神”——轨道交通车辆工程课程思政教学的探索与实践

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高教学刊 2024年第3期10卷 21-24页

作者：黄尊地常宁李志伟黄莎五邑大学轨道交通学院广东江门529020

轨道交通车辆工程课程教学团队在多年课程建设的基础上进行课程思政教学的探索与实践。课程围绕“知识传授、能力培养与价值引领相结合”的课程思政教学目标,构建宣传轨道交通国家战略、讲好“中国铁路故事”、弘扬“高铁精神”和传承... 详细信息

轨道交通车辆工程课程教学团队在多年课程建设的基础上进行课程思政教学的探索与实践。课程围绕“知识传授、能力培养与价值引领相结合”的课程思政教学目标,构建宣传轨道交通国家战略、讲好“中国铁路故事”、弘扬“高铁精神”和传承铁路工程师文化等课程思政内容体系。合理设计课程思政教学体系,将课程思政内容进大纲、进课程、进课堂,落实到教学设计、融入到教学环节、深入到学生头脑,提升学生职业规范,培养学生精益求精的大国工匠精神,激发学生科技报国的家国情怀和使命担当。

关键词：轨道交通车辆工程课程思政高铁精神工匠精神中国铁路故事

基于非定常气动特性的高架动车组振动特性试验研究

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机械工程学报 2022年第24期58卷 233-242页

作者：黄尊地常宁五邑大学轨道交通学院江门529020 中南大学交通运输工程学院长沙410075

定常横风引起的非定常气动特性影响高架运行列车的安全性和舒适性。开展定常横风下高架动车组的风洞试验,测试记录其车体表面压力时程曲线,进而分析其非定常气动特性及振动特性。试验结果表明,同一侧滑角同一风速下,车体中部同一侧测点... 详细信息

定常横风引起的非定常气动特性影响高架运行列车的安全性和舒适性。开展定常横风下高架动车组的风洞试验,测试记录其车体表面压力时程曲线,进而分析其非定常气动特性及振动特性。试验结果表明,同一侧滑角同一风速下,车体中部同一侧测点的时程压力平均值差别不大,基本相等。当侧滑角保持90°不变时,测点气动压力的平均值、最大值和最小值与合成风速的二次方成正比;随着风速的增加,测点非定常压力波动加剧,波动幅度显著增大。当合成风风速保持60 m/s不变时,测点气动压力的平均值、最大值和最小值与侧滑角的1.27次方成正比;随着侧滑角的增大,测点的峰峰值呈现抛物线变化规律,非定常波动幅度先减小后增大。高架动车组车体的主振频率带随横风风速的增大基本保持不变,随侧滑角的增大基本保持不变;振动频率均在0~18Hz范围内,并明显存在几个主要振动频率带,分别为8~10 Hz、0~2 Hz、14~16 Hz及16~18 Hz。

关键词：非定常气动特性高架动车组振动特性试验研究

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低真空管道列车表面压力变化规律研究

工程热物理学报 2022年第2期43卷 376-383页

作者：黄尊地常宁五邑大学轨道交通学院江门529020 中南大学交通运输工程学院长沙410075

既有高速铁路进一步提速受限,构建低真空管道运行超高速列车的发展趋势日益明显。运用滑移网格技术,建立动车组列车和低真空管道的三维耦合模型,考虑管道气体的瞬态压缩效应,分析低真空管道横截面积、动车组列车运行速度、管道环境温度... 详细信息

既有高速铁路进一步提速受限,构建低真空管道运行超高速列车的发展趋势日益明显。运用滑移网格技术,建立动车组列车和低真空管道的三维耦合模型,考虑管道气体的瞬态压缩效应,分析低真空管道横截面积、动车组列车运行速度、管道环境温度和环境压力对车体表面压力的影响。研究表明,低真空管道横截面积、动车组列车运行速度、管道环境温度和环境压力不变时,测点的压力沿着车身长度方向基本不变;同一横断面测点的压力也基本相等。头车、中间车和尾车的车体表面压力幅值与列车运行速度的2.2次方成正比,与低真空管道横截面积成线性递减关系,与环境压力成线性递增关系,基本不受环境温度影响;列车运行速度越高,低真空管道横截面积越小,环境压力越大,列车运行时产生的车体表面压力波动幅值越大。

关键词：低真空管道列车表面压力运行速度阻塞比环境温度环境压力

平地横风环境动车组非定常气动特性的试验研究

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铁道科学与工程学报 2023年第3期20卷 802-811页

作者：崔志国黄尊地周镇斌常宁公衍军中车青岛四方机车车辆股份有限公司山东青岛266111 五邑大学轨道交通学院广东江门529020

在定常横风环境影响下,动车组在平地工况运行的稳定性、舒适性及安全性将会恶化。为了揭示其恶化的机理,开展动车组在平地工况伴随定常横风下运行的风洞试验,得到列车表面压力随时间变化的曲线后,再对列车受到的非定常气动载荷时域特性... 详细信息

在定常横风环境影响下,动车组在平地工况运行的稳定性、舒适性及安全性将会恶化。为了揭示其恶化的机理,开展动车组在平地工况伴随定常横风下运行的风洞试验,得到列车表面压力随时间变化的曲线后,再对列车受到的非定常气动载荷时域特性和频域特性进行分析。风洞测试结果表明:在相同风速和同一风向角下,平地动车组车体表面迎风侧1~8号测点和背风侧9~16号测点,其同侧各测点压力平均值在一定范围内波动,总体相差不大。当风向角为90°时,测点压力的幅值和最值随风速的增大而增大,其平均值与风洞来流风速的二次方成正比,即非定常气动压力振动剧烈,波动幅度明显增大。当合成风风速为60 m/s时,测点气动压力的平均值、最小值和最大值随风向角增大呈现先增大后减小的趋势,呈现正弦函数变化规律;当风向角增加到75°时,出现拐点,即最值点;车体表面两侧测点的幅值随风速的增大而增大,即非定常气动压力振动剧烈,振动幅度明显增大。而横风风速和风向角对非定常气动载荷的主振动频率带的影响不大;车体中部两侧测点的频率峰值均集中在0~18 Hz范围内,主振动频率均集中在0~4 Hz区间内,还明显存在频率为4~6 Hz,6~8 Hz和10~14 Hz的3个频域带。研究结论可为高速动车组、城际动车组的车体设计提供理论依据和数据参考。

关键词：横风环境动车组非定常气动特性试验研究车体设计

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二维管道列车交会激波特性分析

真空科学与技术学报 2023年第4期43卷 350-360页

作者：伊严严黄尊地周镇斌陈传仰五邑大学轨道交通学院广东529020

列车在低真空管道内运行可以极大的减少阻力,但同时面临激波效应等难题。建立二维管道仿真模型,采用可压缩非定常SST k-ω湍流模型并结合滑移网格技术,研究不同起始交会距离、速度、时间下管道内激波演变规律。结果表明:两车相距较远时... 详细信息

列车在低真空管道内运行可以极大的减少阻力,但同时面临激波效应等难题。建立二维管道仿真模型,采用可压缩非定常SST k-ω湍流模型并结合滑移网格技术,研究不同起始交会距离、速度、时间下管道内激波演变规律。结果表明:两车相距较远时,列车前方壅塞区段向前推进,壅塞长度随时间线性递增,正激波相互扰动时,阻力/压力绝对值激增;两头车交会时,阻力/压力绝对值再次激增达到最大值,随列车的运行又急剧下降到相对平稳状态,交会过程中阻力/压力沿车尾方向先降低后增大。车尾区域存在激波、膨胀波相互交叉干涉现象,波系较为复杂,沿车尾方向激波反射强度减弱。随交会距离的增加,列车行驶在短、中长隧道(1500 m)阻力/压力变化幅值较小。随速度的增加,列车前方壅塞区段长度缩短,阻力/压力绝对值增大,车尾激波串长度增加,强度减弱。

关键词：管道列车交会壅塞长度气动阻力激波特性

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高速磁浮列车通过隧道群时的压力波特性

中南大学学报（自然科学版） 2022年第5期53卷 1770-1781页

作者：黄莎李志伟杨明智王前选黄尊地五邑大学轨道交通学院广东江门529020 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教育部重点实验室湖南长沙410075

为了探明隧道群效应对车体和隧道结构气动安全的影响,采用数值模拟的方法研究高速磁浮列车通过不同间距隧道群时的压力波特性,并与通过短隧道和长隧道时的压力波特性进行比较。研究结果表明:列车通过隧道群时,耦合气动效应对列车车体的... 详细信息

为了探明隧道群效应对车体和隧道结构气动安全的影响,采用数值模拟的方法研究高速磁浮列车通过不同间距隧道群时的压力波特性,并与通过短隧道和长隧道时的压力波特性进行比较。研究结果表明:列车通过隧道群时,耦合气动效应对列车车体的影响大于其对隧道的影响,当隧道间距为0.2倍车长时,车体表面最大压力幅值比通过短隧道时的大14.7%,比通过长隧道时的大16.3%;随隧道间距增加,车体表面最大压力幅值呈阶梯下降趋势,当隧道间距从0.2倍车长增加至1.0倍车长时,车体表面最大压力幅值降低10%左右,而隧道表面压力幅值的变化小于2%。

关键词：高速磁浮列车隧道群隧道间距压力波

基于“慕课+云班课”的混合式金课建设与实践——以轨道交通车辆制动课程为例

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高教学刊 2023年第16期9卷 81-84页

作者：常宁黄尊地五邑大学轨道交通学院广东江门529020

根据课程的教学特点和金课建设要求,该文提出将慕课、云班课平台紧密结合,构建线上线下混合式课程的思路,阐述混合式课程资源建设方法,介绍混合式课程具体实践过程和效果,为轨道交通类专业课实现线上线下混合式课程建设提供参考。

关键词：金课建设线上线下混合双平台轨道交通慕课+云班课