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不同头部外形高速列车气动性能风洞试验研究

中南大学学报（自然科学版） 2013年第6期44卷 2603-2608页

作者：张在中周丹南车青岛四方机车车辆股份有限公司山东青岛266111 中南大学轨道交通安全教育部重点实验室湖南长沙410075

通过对包括CRH2在内的4种不同纵向长细比比例尺为1:8的高速列车模型进行风洞试验,分析雷诺数对车辆气动力系数的影响;比较4种高速列车模型的气动力特性;对不同流线型外形列车进行大侧偏角试验,研究高速列车在侧风作用下的安全性。研究... 详细信息

通过对包括CRH2在内的4种不同纵向长细比比例尺为1:8的高速列车模型进行风洞试验,分析雷诺数对车辆气动力系数的影响;比较4种高速列车模型的气动力特性;对不同流线型外形列车进行大侧偏角试验,研究高速列车在侧风作用下的安全性。研究结果表明:列车流线型头部越长,鼻形更加突出尖锐,头部流线型更加光滑,更有利于降低空气阻力;当模型列车流线型长度相差不大时,纵向长细比系数越大即车头外形越细长,对减阻越有利;4种动车组头车、中车和尾车的侧向力及升力系数均随侧滑角的增大而迅速增大;当侧滑角大于10°时,头部最大纵剖面轮廓线曲率较大的模型,横风作用下的侧向力系数比其他3种模型车的侧向力系数显著增大,升力系数较小。

关键词：高速列车风洞试验气动外形气动力

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盾构隧道实用抗震计算方法研究

中国公路学报 2020年第12期33卷 15-25页

作者：何川耿萍西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室

首先分析了各国盾构隧道抗震计算的现状,总结了常用的盾构隧道抗震计算方法,分析了这些方法的优缺点及适用性。在此基础上介绍了在盾构隧道抗震分析方法方面笔者带领的研究团队近年来取得的部分进展,主要有:在盾构隧道横向抗震计算中提... 详细信息

首先分析了各国盾构隧道抗震计算的现状,总结了常用的盾构隧道抗震计算方法,分析了这些方法的优缺点及适用性。在此基础上介绍了在盾构隧道抗震分析方法方面笔者带领的研究团队近年来取得的部分进展,主要有:在盾构隧道横向抗震计算中提出修正静力法,解决了静力法的计算合理性问题;提出考虑环间接头非线性刚度的纵向迭代计算方法,进一步发展了纵向广义反应位移法的适用性,以期解决大型复杂结构在非均匀地层中的高精度计算问题;并介绍了上述研究进展在中国相关抗震规范中的采纳应用情况。最后对隧道实用抗震计算方法进行了展望:在管片结构劣化对盾构隧道抗震的影响、拟静力计算方法如何考虑地层非线性、近场地震动对隧道的影响等方面有待进一步研究。

关键词：隧道工程盾构隧道综述抗震计算方法研究进展

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圆光栅角度传感器偏心误差的分析与补偿

仪器仪表学报 2022年第12期43卷 76-86页

作者：宋宇飞毛庆洲周昊胡雪晴武汉大学遥感信息工程学院武汉430079 武汉量子技术研究院武汉430061

偏心误差是圆光栅角度传感器测角误差的主要来源之一。通过推导偏心误差的表达式及其三角级数展开,提出了使用对径双读头可以测量偏心参数并补偿偏心误差,因此设计了利用改进的粒子群算法从双读头计数值中拟合得到偏心参数的流程和一种... 详细信息

偏心误差是圆光栅角度传感器测角误差的主要来源之一。通过推导偏心误差的表达式及其三角级数展开,提出了使用对径双读头可以测量偏心参数并补偿偏心误差,因此设计了利用改进的粒子群算法从双读头计数值中拟合得到偏心参数的流程和一种基于区间转换和两级查找表的现场可编程门阵列(FPGA)偏心误差实时补偿模块,使得在标定得到偏心参数后,在设备中仅使用单个读头就能实现与双读头几乎相同的测角精度,节省了成本。实验分析表明,对于实验中用到的单圈320000计数值的编码器,在误差补偿前,单读头计数值与双读头计数均值之间最大相差109,即偏心误差最大可达0.06°,显著影响测角精度;而在误差补偿后,二者最大相差6,平均仅相差1.46,这验证了提出的误差补偿方法可以有效代替双读头的使用。

关键词：圆光栅角度传感器偏心误差双读头法偏心参数估计 FPGA误差补偿

一种适用于任意电平数三相级联H桥变换器的简化多电平SVPWM算法

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中国电机工程学报 2016年第10期36卷 2753-2761页

作者：吴瑕杰熊成林侯聂冯晓云西南交通大学电气工程学院四川省成都市610031

针对三相级联H桥变换器,该文对其工作原理进行详细分析,将每一级三相H桥等效为三相三电平变换器,给出了一种扩展性较强且计算复杂度较低的简化空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)算法。该算法将多电平SVPWM... 详细信息

针对三相级联H桥变换器,该文对其工作原理进行详细分析,将每一级三相H桥等效为三相三电平变换器,给出了一种扩展性较强且计算复杂度较低的简化空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)算法。该算法将多电平SVPWM简化为三电平SVPWM,进一步利用三电平空间电压矢量图的几何对称性,将三电平空间矢量的计算集中在一个扇区内完成。根据该简化算法,该文在单片现场可编程门阵列(FPGA)上实现三相五电平与七电平空间矢量脉宽调制。实验结果验证了该算法的正确性与可行性。

关键词：三相级联H桥空间矢量脉宽调制现场可编程门阵列

基于光纤光栅传感技术的重载铁路预应力混凝土梁疲劳损伤试验研究

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建筑结构学报 2019年第1期40卷 58-66页

作者：宋力余志武中南大学土木工程学院湖南长沙410075 高速铁路建造技术国家工程实验室湖南长沙410075

基于现有的一般测试方法,结合光纤光栅传感技术,提出了重载铁路预应力混凝土梁疲劳试验测试方法,并通过2根大比例模型梁验证了光纤光栅传感技术在预应力混凝土梁疲劳试验中应用的可行性。试验结果表明:光纤光栅传感器和FRP智能筋表现出... 详细信息

基于现有的一般测试方法,结合光纤光栅传感技术,提出了重载铁路预应力混凝土梁疲劳试验测试方法,并通过2根大比例模型梁验证了光纤光栅传感技术在预应力混凝土梁疲劳试验中应用的可行性。试验结果表明:光纤光栅传感器和FRP智能筋表现出精度高、量程大、稳定性好、耐疲劳等优点,在疲劳试验全过程中能够有效测试钢筋与预应力筋的应变;在33 t及以上轴重列车荷载长期作用下,32 m普通高度全预应力混凝土T形截面梁存在较大的疲劳开裂风险,其疲劳损伤破坏始于最外侧普通钢筋的疲劳破坏断裂,疲劳损伤开裂会引起梁的刚度明显降低和钢筋应力幅显著增加,大大缩短了梁的疲劳寿命。从安全和使用角度考虑,应严格控制该类型重载铁路预应力混凝土梁开裂及最大裂缝宽度。

关键词：重载铁路桥梁预应力混凝土梁疲劳试验光纤光栅传感技术

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自激气动力有理函数系数的直接识别算法

西南交通大学学报 2020年第2期55卷 247-255页

作者：伍波王骑廖海黎李郁林西南交通大学土木工程学院四川成都610031 西南交通大学风工程四川省重点实验室四川成都610031

有理函数系数识别是基于气动力有理函数逼近的桥梁颤振计算的前提条件.有理函数滞后项的数量对其系数的识别结果影响较大,现有方法中一般仅考虑单滞后项的有理函数系数识别,易造成气动力描述上的失真,进而导致桥梁颤振计算结果不准确.... 详细信息

有理函数系数识别是基于气动力有理函数逼近的桥梁颤振计算的前提条件.有理函数滞后项的数量对其系数的识别结果影响较大,现有方法中一般仅考虑单滞后项的有理函数系数识别,易造成气动力描述上的失真,进而导致桥梁颤振计算结果不准确.基于正弦信号的自激气动力在时域上与有理函数对等的原则,采用最小二乘拟合方法,提出了一种可计入多个滞后项的有理函数系数的直接识别算法.以薄平板模型为对象,利用强迫振动风洞试验获得了自激气动力,采用该算法直接识别了计入不同滞后项的有理函数系数,并分析了滞后项数量对气动力重构精度影响以及对颤振临界风速计算精度的影响.通过自由振动颤振试验获得了实际的颤振风速,进而与采用识别出的有理函数计算的颤振风速进行对比,结果表明:颤振临界风速的试验值与计算值吻合较好,从而验证了本文所提识别算法的准确性;与现有的有理函数系数识别方法相比,本文提出的识别方法兼顾了效率和精度,可广泛用于实际桥梁断面自激气动力有理函数系数的识别中.

关键词：自激气动力有理函数识别算法滞后项风洞试验

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大跨公铁两用斜拉桥塔区风环境

哈尔滨工业大学学报 2018年第9期50卷 19-24页

作者：袁达平郑史雄洪成晶朱进波西南交通大学风工程试验研究中心成都610031

为研究公铁两用斜拉桥塔区复杂风环境,采用计算流体动力学(CFD)数值模拟方法对塔区公路桥面流场进行仿真分析,并结合大尺度桥塔-主梁刚性局部模型风洞试验,对公路桥面上3种典型车辆中心高度处和铁路桥面上列车中心高度处风速进行测量,... 详细信息

为研究公铁两用斜拉桥塔区复杂风环境,采用计算流体动力学(CFD)数值模拟方法对塔区公路桥面流场进行仿真分析,并结合大尺度桥塔-主梁刚性局部模型风洞试验,对公路桥面上3种典型车辆中心高度处和铁路桥面上列车中心高度处风速进行测量,引入风速系数λ、风速突变率ξ和风速波动率η,对比分析并讨论各空间位置处平均风速的变化和瞬时风速波动.结果表明:桥塔附近区域流场存在一定的风速加速效应;桥面不同高度处风速变化程度不一致,中型客车中心高度处流场突变更为剧烈;上风侧平均风速大于下风侧,但下风侧风速突变率更大;桥塔遮风效应对附近区域平均风速影响范围约为3倍塔柱迎风面尺寸宽度,在公路桥面上,对瞬时风速波动率的影响宽度略小于4倍塔柱迎风面尺寸,而铁路桥面上,对瞬时风速波动率的影响宽度略大于4倍塔柱迎风面尺寸.

关键词：公铁两用斜拉桥桥塔风环境风洞试验 CFD

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基于轨道动检数据的轨道板的变形识别及预测

西南交通大学学报 2022年第2期57卷 306-313页

作者：李晨钟利璐汪健辉冯晓云王青元黄传岳王永华何庆西南交通大学高速铁路线路工程教育部重点实验室四川成都610031 西南交通大学电气工程学院四川成都610031 中国铁路上海局集团有限公司上海200071

现有对高速铁路板式无砟轨道变形病害的检测效率不足,检测成本过高,而通过轨道动检数据能够一定程度上反映轨道板变形程度.因此,搜集了CRTSⅠ、Ⅱ、Ⅲ型板线路3 a内的动检数据,引入小波能量作为轨道板变形评价指标,通过建立时空数据挖... 详细信息

现有对高速铁路板式无砟轨道变形病害的检测效率不足,检测成本过高,而通过轨道动检数据能够一定程度上反映轨道板变形程度.因此,搜集了CRTSⅠ、Ⅱ、Ⅲ型板线路3 a内的动检数据,引入小波能量作为轨道板变形评价指标,通过建立时空数据挖掘模型实现了不同轨道板的变形定位识别和劣化预测.研究结果表明:受当地气温影响,轨道板变形程度具有一定的季节性规律,Ⅰ、Ⅱ型板在高温环境下出现翘曲或上拱,Ⅲ型板在低温环境下出现冻胀;3种轨道板中Ⅰ型板变形程度最小,Ⅱ型板最大,Ⅱ型板的残余变形会随时间累积,最终导致高低不平顺超限;长短期记忆网络能够实现对轨道板变形指标15~30 d内的短中期预测,Ⅰ型板变形的最佳预测结果R-square值接近0.9,而Ⅱ型板、Ⅲ型板变形的最佳预测R-square值均超过0.9.

关键词：高速铁路轨道板轨检数据变形识别劣化预测

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基于排队论的高铁车站安检设备运用优化研究

铁道科学与工程学报 2020年第8期17卷 1919-1925页

作者：姚加林潘学成中南大学交通运输工程学院湖南长沙410075

在高速铁路车站的进站流程中,旅客的进站安检是确保旅客安全乘车的重要环节。国内高铁车站均配置了一定数量的安检设备,而安检设备的运用开放数量则直接决定了单位时间内安检系统的平均队长。通过对实测数据拟合,验证安检区域旅客到达... 详细信息

在高速铁路车站的进站流程中,旅客的进站安检是确保旅客安全乘车的重要环节。国内高铁车站均配置了一定数量的安检设备,而安检设备的运用开放数量则直接决定了单位时间内安检系统的平均队长。通过对实测数据拟合,验证安检区域旅客到达和离开过程均服从泊松分布,利用排队论建立车站安检设备运用开放数量与实时客流需求相匹配的优化模型,并基于边际分析法,运用MATLAB编程,求出不同客流条件下所对应的安检设备最优开放数量。实例表明,该方法可以有效地求出安检设备最优开放台数,使得车站安检设备的运用管理费和旅客排队等待时间成本之和最小。本文研究内容对我国高铁车站安检设备的运用具有一定的参考意义。

关键词：高铁车站排队论边际分析法安检开放数量