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市域列车牵引变压器声辐射特性与降噪措施分析

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振动与冲击 2024年第2期43卷 334-342页

作者：黄佳程肖新标王奇杜星周顺元都业林西南交通大学牵引动力国家重点实验室成都610031 西南交通大学电气工程学院成都610031 中车大连机车车辆有限公司城铁开发部辽宁大连116022

为了研究牵引变压器对市域列车车内噪声的影响,建立了牵引变压器电磁场-结构力场-压力声场的多物理场耦合模型和车内噪声仿真模型,分别通过变压器辐射试验和车内噪声试验验证了牵引变压器和车内噪声仿真模型的有效性。牵引变压器噪声仿... 详细信息

为了研究牵引变压器对市域列车车内噪声的影响,建立了牵引变压器电磁场-结构力场-压力声场的多物理场耦合模型和车内噪声仿真模型,分别通过变压器辐射试验和车内噪声试验验证了牵引变压器和车内噪声仿真模型的有效性。牵引变压器噪声仿真模型考虑了铁心材料的各向异性与磁致伸缩的非线性,车内噪声仿真模型考虑了车体结构特征。为了降低变压器对车内噪声的影响,根据牵引变压器辐射噪声产生机理与现场试验结果,从变压器的结构与电磁参数两方面提出了降噪措施。基于所建立的变压器和车内噪声仿真模型,对降噪措施进行了仿真分析。研究结果表明:铁心刚度增加60%与磁通密度降低10%的降噪方案,降噪效果最明显,车内噪声总值分别降低了8.2 dB(A)与4.4 dB(A),且降低铁心磁通密度在50~5000 Hz内对噪声均存在抑制作用;夹件垂向刚度与夹件横向刚度分别增加80%与60%的降噪方案,也可有效降低牵引变压器辐射噪声总值,但仅能抑制一定频率范围内的噪声。

关键词：市域列车牵引变压器声辐射车内噪声降噪

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裙板结构对市域列车车内噪声的影响分析

中南大学学报（自然科学版） 2022年第7期53卷 2809-2818页

作者：顾汉星王瑞乾杜星陈建政肖新标西南交通大学牵引动力国家重点实验室四川成都610031 常州大学城市轨道交通学院江苏常州213100

为了研究裙板结构对市域列车车内噪声的影响,基于边界元法,根据市域动车组实际几何尺寸、车辆基本参数和主要噪声源,考虑声源激励特性和传递路径,建立市域列车车体表面声学响应仿真计算模型,分析计算安装裙板后的车体表面声学响应,并作... 详细信息

为了研究裙板结构对市域列车车内噪声的影响,基于边界元法,根据市域动车组实际几何尺寸、车辆基本参数和主要噪声源,考虑声源激励特性和传递路径,建立市域列车车体表面声学响应仿真计算模型,分析计算安装裙板后的车体表面声学响应,并作为后续研究加装裙板结构对车内噪声影响的声源激励边界。基于统计能量分析方法,建立市域列车车内噪声仿真预测模型,将计算得到的轮轨声源振动声辐射和现场试验得到的各辅助设备声压级作为声源激励输入,通过线路试验验证模型的有效性。借助于理论模型调查裙板位置和裙板高度对车内噪声的影响。根据车体结构的隔声和裙板吸声处理优化结果,对车内噪声进行降噪效果评估。研究结果表明:当转向架及辅助设备位置安装全遮挡裙板时,最高可使车内噪声增加2.9 dB。将地板和车门隔声量同时增加7.0 dB,且裙板全铺设吸声材料,可以消除安装裙板对车内噪声的影响。

关键词：城市轨道交通车内噪声统计能量分析法市域列车裙板

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钝头型市域列车尾流吸气主动控制减阻研究

铁道科学与工程学报 2024年第10期21卷 4266-4276页

作者：杨帆杜俊涛杨明智唐银瑜中车大连机车车辆有限公司辽宁大连116021 中车青岛四方机车车辆股份有限公司山东青岛266111 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

为探究钝头外形的市域列车运行时尾部吸气控制对列车气动阻力的影响,缓解列车因提速造成的阻力增加问题,采用Realizable k-ε两方程模型的DDES数值仿真方法开展研究,通过风洞试验验证数值模拟方法后,以数值仿真得到的速度场、压力场及... 详细信息

为探究钝头外形的市域列车运行时尾部吸气控制对列车气动阻力的影响,缓解列车因提速造成的阻力增加问题,采用Realizable k-ε两方程模型的DDES数值仿真方法开展研究,通过风洞试验验证数值模拟方法后,以数值仿真得到的速度场、压力场及各节车的气动阻力分布及组成,分析吸气控制对钝头型市域尾车气动减阻的影响原因。研究结果表明:钝头型市域列车的尾车流线型表面由负压强主导,因此压差阻力占比较大,并且空气绕该部位流动时形成了2个比较明显且对称的流动分离泡,导致了尾车阻力系数尤其是压差阻力系数急剧增大,使尾车压差阻力比重最大,占整车阻力的36.71%;在列车尾部进行吸气控制能提升列车尾部中心区的压力,使尾车的压差阻力显著减小,进而实现整车减阻;在不同吸气方案下,尾车减阻率随着吸气面的增加而增加,当设置的所有吸气面工作时,对尾车的气动减阻率最高可达21.6%;列车离吸气面越远的部位减阻效果越不明显,位于尾部吸气控制上游较远的头车最大减阻率仅为1%,而中间车的减阻率为4%;随着吸气速度从0.2U提升至0.6U,尾车减阻率从17.9%提升至21.6%,整车减阻率从8.3%提升至10.3%,尾车流线型区域后方的正压区也越接近尾车流线型表面。研究结果可为钝头型市域列车主动控制的气动减阻提供参考。

关键词：市域列车气动减阻尾部吸气流动控制数值仿真

空调导流罩安装角度对市域列车气动阻力的影响

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铁道科学与工程学报 2021年第7期18卷 1861-1869页

作者：张晓涵邓锐房明李田西南交通大学牵引动力国家重点实验室四川成都610031 中车南京浦镇车辆有限公司江苏南京210000

空调设备作为维持轨道车辆车内乘客舒适度的重要组成部分,其外形结构对列车的气动阻力会产生影响。合理的空调导流罩安装角度可以有效降低列车气动阻力。利用计算流体力学(ComputationalFluidDynamics,CFD)方法研究空调导流罩安装角度对... 详细信息

空调设备作为维持轨道车辆车内乘客舒适度的重要组成部分,其外形结构对列车的气动阻力会产生影响。合理的空调导流罩安装角度可以有效降低列车气动阻力。利用计算流体力学(ComputationalFluidDynamics,CFD)方法研究空调导流罩安装角度对160 km/h市域列车气动阻力的影响。研究结果表明:空调导流罩安装角度越小,整车气动阻力越小,相对于无导流罩(90°)工况,导流罩安装角度为15°时,整车减阻达10%。头车流线型气动阻力系数随导流罩角度变化不大,除尾车流线型部分外,其他车辆气动阻力系数随着导流罩安装角度的增大而增大,尾车流线型气动阻力系数随导流罩安装角度的增大而降低。导流罩气动阻力随安装角度的增大而增大,不包含导流罩部分的空调气动阻力随导流罩安装角度的增大而降低。

关键词：列车空气动力学市域列车计算流体力学空调导流罩气动阻力

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市域列车接地回流动态变化规律分析与优化

电气工程学报 2023年第3期18卷 81-89页

作者：石慧上海申铁投资有限公司上海200030

市域列车通过车体-轮对-钢轨形成接地回流通道,过大的接地回流会造成轴承电腐蚀、碳刷的异常磨耗等问题,严重威胁动车的安全运行。在Matlab/Simulink中建立了市域列车在供电区间内行驶时接地回流动态过程仿真模型,并结合现场测试数据验... 详细信息

市域列车通过车体-轮对-钢轨形成接地回流通道,过大的接地回流会造成轴承电腐蚀、碳刷的异常磨耗等问题,严重威胁动车的安全运行。在Matlab/Simulink中建立了市域列车在供电区间内行驶时接地回流动态过程仿真模型,并结合现场测试数据验证了模型的准确性,探明了市域列车在供电区间内运行时接地电流的变化趋势。从接地电流热效应出发,提出市域列车接地电流的“等效值”的概念。从工作接地方式与保护接地方式两个方面出发,探究接地回流的影响因素。根据接地电流的等效值,提出市域列车接地系统的优化方案,仿真结果表明,优化后保护接地电流等效值由53 A下降到17 A,下降幅度达到67%,接地回流分布较为均匀,车体电位也控制在安全的范围内,为设计更优良的接地方案提供了理论基础。

关键词：市域列车接地回流接地系统保护接地工作接地仿真模型

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市域列车隧道断面突变位置气动特性

城市轨道交通研究 2024年第12期27卷 241-246页

作者：张宝珍谢红兵孟令锋戴隆明南喆熊小慧中车株洲电力机车有限公司株洲412001 重载快捷大功率电力机车全国重点实验室株洲412001 中南大学轨道交通安全教育部重点实验室长沙410075

[目的]为了确保列车运营安全性与旅客乘坐舒适性,需研究市域列车过隧道内变截面位置(进站台、隧道内运行、过中间风井)时的气动力和车内压力变化规律。[方法]以8节编组的市域列车为例,建立数值计算模型;开展隧道变截面处气动性能数值仿... 详细信息

[目的]为了确保列车运营安全性与旅客乘坐舒适性,需研究市域列车过隧道内变截面位置(进站台、隧道内运行、过中间风井)时的气动力和车内压力变化规律。[方法]以8节编组的市域列车为例,建立数值计算模型;开展隧道变截面处气动性能数值仿真研究,分别对列车车体表面压力、隧道壁面压力、列车气动力、车内压力变化情况进行分析。[结果及结论]列车车体表面压力、气动载荷的变化规律为:列车进站时的表面压力和横向力>列车经过中间风井时的表面压力和横向力>列车在隧道内运行时的表面压力和横向力。车体表面压力幅值与列车运行速度的1.4~2.0次方呈线性关系;隧道壁面压力与列车运行速度的1.79~2.10次方呈线性关系;车体横向力与列车运行速度的1.8~2.0次方呈线性关系,倾覆力矩与列车运行速度的1.6~2.0次方呈线性关系。市域列车气密性设计能满足隧道内变截面位置处,车内压力变化不大于每3 s内压力变化800 Pa和每1 s内压力变化500 Pa的人体舒适性标准要求。

关键词：市域列车隧道变截面气动特性

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市域列车与隧道耦合气动效应数值模拟分析

城市轨道交通研究 2023年第5期26卷 163-168,176页

作者：李兆君滁州市滁宁城际铁路开发建设有限公司滁州239004

为研究市域列车通过隧道的气动载荷变化规律,利用三维、瞬态可压缩的标准k-ε湍流模型计算了4节编组市域列车通过3种不同断面隧道时的气动效应,并分析了车体表面、隧道壁面及紧急疏散平台的压力时程变化。结果表明:(1)隧道A情况下的列... 详细信息

为研究市域列车通过隧道的气动载荷变化规律,利用三维、瞬态可压缩的标准k-ε湍流模型计算了4节编组市域列车通过3种不同断面隧道时的气动效应,并分析了车体表面、隧道壁面及紧急疏散平台的压力时程变化。结果表明:(1)隧道A情况下的列车表面压力峰值为2 600 Pa,隧道壁面压力峰峰值为4 100 Pa;隧道B情况下的列车表面压力峰峰值为2 000 Pa,隧道壁面压力峰峰值为3 300 Pa;隧道C情况下的列车表面压力峰峰值为3 700 Pa,隧道壁面压力峰峰值为5 500 Pa;3种不同断面各隧道条件下,紧急疏散平台处压力变化规律与隧道壁面压力变化规律基本一致。由此可见,隧道阻塞比越大,隧道内压力波变化越剧烈。(2)隧道A测点x(线路纵向)方向气流速度变化峰值为17 m/s,隧道B测点x方向气流速度变化峰值为32 m/s,隧道C内疏散平台测点x方向上的气流速度变化幅值最大,约为40 m/s,隧道A、B、C内疏散平台测点在y(线路横向)和z(线路竖向)方向上的速度变化不大。

关键词：市域列车隧道压力波气动效应数值模拟

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市域列车救援工况溜逸风险分析及制动策略优化

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都市快轨交通 2024年第3期37卷 90-96页

作者：朱戡史月昆张小龙北京市轨道交通建设管理有限公司北京100068 城市轨道交通全自动运行系统与安全监控北京市重点实验室北京100068 北京轨道交通技术装备集团有限公司北京100068

针对市域铁路在运营过程中的救援场景研究缺乏及现有市域动车组能力不能完全满足救援的及时性要求等问题,本文研究了市域列车救援工况的溜逸风险及制动策略。首先,建立多编组列车连挂时的纵向动力学模型;然后,以北京大兴机场线为例,分... 详细信息

针对市域铁路在运营过程中的救援场景研究缺乏及现有市域动车组能力不能完全满足救援的及时性要求等问题,本文研究了市域列车救援工况的溜逸风险及制动策略。首先,建立多编组列车连挂时的纵向动力学模型;然后,以北京大兴机场线为例,分析在救援工况下现有运营方式可能带来的列车溜逸风险;最后,结合相关标准,分析救援过程不同制动模式下乘客的舒适性。研究结果表明:在33‰坡道上救援车以5 km/h连挂时,保持制动模式下列车加速度和冲击率将会达到10.5 m/s^(2)和9.9 m/s^(3),且发生溜逸,而采用紧急制动模式时,列车的加速度和冲击率分别下降了63.1%和54.7%,未发生溜逸;当救援车连挂速度降低至3 km/h后,列车最大加速度和最大冲击率分别降低至2.1 m/s^(2)和2.4 m/s^(3),乘客舒适性明显提高。在坡道停车时,由于存在制动-牵引切换过程,为保证在最大坡道上不溜车,列车保持制动力需达到60%最大常用制动力以上。

关键词：市域列车救援制动力溜逸冲击率

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市域列车司机制动试验方案研究

城市轨道交通研究 2024年第5期27卷 118-121页

作者：蒋红果王芬朱建安中车南京浦镇车辆设备有限公司南京210031 南京中车浦镇海泰制动设备有限公司南京211800

[目的]制动系统作为市域列车核心系统之一,其性能决定着车辆的运行安全;司机制动试验是市域列车制动系统必备功能,其可有效保障列车投入运营前制动系统的安全、可靠,故有必要对其进行深入研究。[方法]通过对我国市域列车车辆的情况分析... 详细信息

[目的]制动系统作为市域列车核心系统之一,其性能决定着车辆的运行安全;司机制动试验是市域列车制动系统必备功能,其可有效保障列车投入运营前制动系统的安全、可靠,故有必要对其进行深入研究。[方法]通过对我国市域列车车辆的情况分析,明确了司机制动试验设计思路;制定了司机制动的试验方案,并进行验证。[结果及结论]结合市域列车运营特点,阐述了适用于市域列车的司机制动试验的技术方案,为市域列车制动系统自检功能提供专业支持。

关键词：市域列车制动控制系统司机制动试验