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低真空管道超高速磁浮列车气动问题系统配置初探

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实验流体力学 2023年第3期37卷 19-26页

作者：陈大伟刘加利姚拴宝王维斌中车青岛四方机车车辆股份有限公司青岛266111

低真空管道超高速磁浮系统是将低真空管道和高速磁浮技术结合的新型超高速地面交通系统,可有效降低列车超高速运行时的气动阻力及气动噪声,实现800~1000 km/h甚至1000 km/h以上的运行速度。本文探讨了低真空管道超高速磁浮列车空气动力... 详细信息

低真空管道超高速磁浮系统是将低真空管道和高速磁浮技术结合的新型超高速地面交通系统,可有效降低列车超高速运行时的气动阻力及气动噪声,实现800~1000 km/h甚至1000 km/h以上的运行速度。本文探讨了低真空管道超高速磁浮列车空气动力学数值模拟方法,研究了管道压力、管道面积、列车速度对低真空管道超高速磁浮列车气动阻力、气动升力、气动噪声源、管道交会压力波、发热设备温度等空气动力学性能的影响规律,并针对低真空管道超高速磁浮系统典型场景进行了初步工程化探讨。研究表明:当列车速度为600 km/h时,管道常压–管道面积100 m^(2)和管道压力0.3 atm–管道面积40 m^(2)的配置具备工程可行性;而管道压力0.3 atm–管道面积100 m^(2)下的设备散热存在问题,工程可行性存在一定挑战;当列车速度为1000 km/h时,管道压力0.3 atm–管道面积100 m^(2)下的设备散热问题显著,工程可行性挑战较大;若进一步降低管道压力,设备散热与气密强度设计难度将进一步加大。

关键词：低真空管道超高速磁浮列车管道压力管道面积列车速度

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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

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低真空管道磁悬浮列车温度场数值计算

真空科学与技术学报 2021年第5期41卷 450-458页

作者：张俊博李红梅王俊彪宣言中国铁道科学研究院北京100081 中国铁道科学研究院集团有限公司铁道科学技术研究发展中心北京100081

为了研究低真空管道磁悬浮列车表面温度随着列车运行速度和管道真空度变化的分布及变化规律,本文采用计算流体力学(CFD)数值计算的方法,研究了常导式(EMS)磁悬浮列车在低真空管道中高速运行条件下,车厢表面、设备舱表面和悬浮及导向电... 详细信息

为了研究低真空管道磁悬浮列车表面温度随着列车运行速度和管道真空度变化的分布及变化规律,本文采用计算流体力学(CFD)数值计算的方法,研究了常导式(EMS)磁悬浮列车在低真空管道中高速运行条件下,车厢表面、设备舱表面和悬浮及导向电磁铁表面的温度分布。建立了包含设备舱、悬浮导向电磁铁和长定子轨道等发热热源的低真空管道磁悬浮列车的简化三维模型,研究了在低真空环境下,管道阻塞比为0.2时,列车运行速度和管道真空度对车上发热设备散热性能的影响。计算结果表明,列车底部发热设备温度从头车开始,沿着车身向后逐渐升高,在列车中间段达到最大,而后在尾车流线型区域逐渐降低;在真空度为0.01 atm,列车运行速度为800 km/h时,悬浮导向电磁铁存在超温现象,表面最高温度达到454 K。研究结果可以为低真空管道磁悬浮系统的设计提供理论依据。

关键词：低真空管道磁悬浮列车温度场真空度

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低真空管道内侧壁面压强变化规律研究

真空科学与技术学报 2020年第12期40卷 1182-1190页

作者：黄尊地常宁杨铁牛五邑大学轨道交通学院江门529020 五邑大学智能制造学部江门529020

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。建立低真空管道和超高速列车的耦合模型,采用三维、非定常、可压缩湍流算法,运用滑移网格技术,分析列车运行速度、真空管道真空度、阻塞比和环境温度对管... 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。建立低真空管道和超高速列车的耦合模型,采用三维、非定常、可压缩湍流算法,运用滑移网格技术,分析列车运行速度、真空管道真空度、阻塞比和环境温度对管道壁面压强的影响。研究表明,同一列车运行速度、同一低真空管道的真空度、横断面积和环境温度下,管道壁面同一横断面和纵断面的测点压强变化规律一致,但压强波动幅值和响应时间不同。低真空管道壁面压强幅值与管道环境压强成线性递增关系,与运行速度的二次方成正比,与阻塞比成线性递增关系,基本不受温度影响;真空管道真空度越低,运行速度越高,阻塞比越大,低真空管道壁面压强波动幅值越大。

关键词：低真空管道壁面压强运行速度真空度阻塞比环境温度

一种可用于低真空管道的高温超导无铁心直线感应磁悬浮电机

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电工技术学报 2022年第16期37卷 4038-4046页

作者：秦伟马育华吕刚李媛张洁龙北京交通大学电气工程学院北京100044 中国煤炭科工集团太原研究院有限公司太原030006

该文研究一种适用于低真空管道高速磁悬浮列车的高温超导无铁心直线感应悬浮电机,该电机是一种可以同时提供悬浮力和推进力的一体化电动式磁悬浮系统。首先,介绍该新型直线感应悬浮电机的拓扑结构及其工作原理。其次,采用积分法求解得... 详细信息

该文研究一种适用于低真空管道高速磁悬浮列车的高温超导无铁心直线感应悬浮电机,该电机是一种可以同时提供悬浮力和推进力的一体化电动式磁悬浮系统。首先,介绍该新型直线感应悬浮电机的拓扑结构及其工作原理。其次,采用积分法求解得到电机初级绕组的矢量磁位,以矢量磁位为求解变量,建立该新型直线电机的二维解析模型,得到各子域矢量磁位和磁通密度的数学表达式。在此基础上,研究无铁心初级绕组排列方式、导体板厚度等不同参数对电机性能的影响。最后,通过小型样机实验和有限元仿真计算,来验证解析模型的准确性和合理性。

关键词：低真空管道磁悬浮积分法电磁特性解析模型

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低真空管道磁浮系统环境测试与数据处理

计算机测量与控制 2024年第1期32卷 16-22页

作者：杨子镱孟文孟祥印傅茂龙西南交通大学机械工程学院成都610031

针对低真空管道磁浮交通运输系统搭建了数据采集系统,采用了GPS信号授时与IEEE1588以太网时钟同步的方式实现了分布式数据采集系统的时钟同步网络;对系统的多传感器进行了低真空和电磁场环境的影响测试,发现低真空环境下激光位移传感器... 详细信息

针对低真空管道磁浮交通运输系统搭建了数据采集系统,采用了GPS信号授时与IEEE1588以太网时钟同步的方式实现了分布式数据采集系统的时钟同步网络;对系统的多传感器进行了低真空和电磁场环境的影响测试,发现低真空环境下激光位移传感器产生了测量值减小的现象;同时以激光位移传感器为例,对比低真空环境下不同数据降噪方法对添加了不同信噪比的高斯噪声进行滤波处理,得出了不同信噪比下不同降噪方法的处理效果,以此为依据在工程实际情况选出最合适的降噪方法来得到更好的降噪效果;最后采用了基于不同降噪方法差值的数据异常值处理方法,与普通的区间估计异常值处理方法对比,从跳点去除效果和总去除个数证明了基于小波降噪的差值处理法对异常值处理的有效性,满足了实际工程的需要。

关键词：低真空管道磁浮交通数据采集时钟同步数据降噪异常值处理

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低真空管道高速磁悬浮系统技术发展研究

中国工程科学 2018年第6期20卷 105-111页

作者：冯仲伟方兴李红梅程爱君潘永杰中国铁道科学研究院铁道建筑研究所北京100081 中国铁道科学研究院科技管理部北京100081 中国铁道科学研究院铁道科学技术研究发展中心北京100081

轮轨式是目前轨道交通技术体系的主流,但由于空气阻力、轮轨黏着、运行噪声等问题的限制,在现有的技术水平下,难以经济地实现运营速度大幅度提高。为满足更高经济运行速度的需求,在利用磁悬浮技术减少轮轨摩擦、振动的基础上,构建低真... 详细信息

轮轨式是目前轨道交通技术体系的主流,但由于空气阻力、轮轨黏着、运行噪声等问题的限制,在现有的技术水平下,难以经济地实现运营速度大幅度提高。为满足更高经济运行速度的需求,在利用磁悬浮技术减少轮轨摩擦、振动的基础上,构建低真空运行环境以减小空气阻力和噪声是未来更高速度轨道交通技术发展的重要方向。本文阐述了发展低真空管道高速磁悬浮系统的意义,研究了其技术特点、发展现状,分析了低真空管道高速磁悬浮系统的科学问题和关键技术,并提出了在国家层面立项研究、建设试验线和国家级实验室的政策建议。

关键词：轨道交通低真空管道高速磁悬浮系统技术

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低真空管道交通系统列车气动阻力研究

中国铁路 2023年第7期 53-59页

作者：王友彪宣言张俊博中国铁道科学研究院集团有限公司铁道科学技术研究发展中心北京100081

采用计算流体动力学软件,结合动网格技术,建立全长200 m的8节全尺寸列车模型,基于三维瞬态可压缩黏性流体数值模拟,分析低真空管道交通系统列车的气动阻力分布规律,以及真空度、阻塞比、管道截面形状、列车运行速度等因素与列车气动阻... 详细信息

采用计算流体动力学软件,结合动网格技术,建立全长200 m的8节全尺寸列车模型,基于三维瞬态可压缩黏性流体数值模拟,分析低真空管道交通系统列车的气动阻力分布规律,以及真空度、阻塞比、管道截面形状、列车运行速度等因素与列车气动阻力的关系。研究表明,列车气动阻力主要由头车和尾车产生,中间各节车气动阻力不同但均占比不大,气动阻力成分主要为压差阻力,且远大于摩擦阻力;列车气动阻力随真空度、阻塞比增大而增大,且均近似成线性关系;在同阻塞比情况下,方形截面管道内列车气动阻力大于半圆形截面管道内列车气动阻力;在低真空管道环境下,列车气动阻力与速度近似为二次关系。

关键词：低真空管道气动阻力真空度阻塞比仿真分析

低真空管道高速磁浮铁路桥梁结构关键技术的探讨

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机车电传动 2020年第6期 38-41页

作者：赵大亮刘书斌王冰中铁第五勘察设计院集团有限公司北京102600

真空管道高速交通作为一种新型的交通运输系统,已成为世界各国研究的热点和行业重点发展方向。以目前国内外文献主要围绕的真空管道压力、阻塞比、气动阻力、磁浮体系和车体等方面行业现状的研究为基础,结合中低速、高速磁浮设计规范及... 详细信息

真空管道高速交通作为一种新型的交通运输系统,已成为世界各国研究的热点和行业重点发展方向。以目前国内外文献主要围绕的真空管道压力、阻塞比、气动阻力、磁浮体系和车体等方面行业现状的研究为基础,结合中低速、高速磁浮设计规范及设计理念,对桥梁结构影响较大的管道结构、管道材料、温度荷载、疲劳荷载等低真空管道高速磁浮铁路桥梁结构中存在的主要问题进行了初步探讨。

关键词：低真空管道高速磁浮铁路桥梁结构真空管道运输系统高速列车