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送风环境下地铁车厢火灾探测器响应时间

清华大学学报（自然科学版） 2024年第6期64卷 975-983页

作者：李行周汛焦伟冰中车株洲电力机车有限公司重载快捷大功率电力机车全国重点实验室株洲412001 中南大学防灾科学与安全技术研究所长沙410075

为探究火源位置对送风环境下地铁车厢火灾探测器响应时间的影响,研究了不同火源位置下车厢内烟气蔓延规律及探测器响应时间。研究结果表明:回风口处风速较大,如果火灾发生在回风口附近,烟气可能会通过回风口进入车厢顶部送风系统,进而... 详细信息

为探究火源位置对送风环境下地铁车厢火灾探测器响应时间的影响,研究了不同火源位置下车厢内烟气蔓延规律及探测器响应时间。研究结果表明:回风口处风速较大,如果火灾发生在回风口附近,烟气可能会通过回风口进入车厢顶部送风系统,进而无法及时蔓延进入车厢顶部C形槽中,从而可能导致探测器响应时间延长。较大的风速会阻碍烟气向车厢顶部的蔓延,从而导致烟气无法快速进入C形槽内,致使探测器响应时间延长。因此,送风口所在截面的位置相比于车厢中心截面是更不利于火灾探测的位置。对该研究建立的车厢模型来说,在C形槽内布置2个探测器较为合理,在该研究设定的各火灾场景下,探测器均可在60 s内探测到烟气。该研究结果可为此类地铁车厢的探测器布置提供参考。

关键词：地铁车厢探测响应地铁车厢火灾烟气蔓延探测器布置

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地铁列车关键气密部件对车内压力舒适性的影响

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交通运输工程学报 2024年第3期24卷 227-237页

作者：李杨刘友梅中车株洲电力机车有限公司湖南株洲412001

为全面分析地铁列车运营时车外压力对车内乘客耳压舒适性的影响,采用实车线路试验方法,实测了地铁列车匀速通过隧道时,关键气密部件(空调压力波保护阀、车门气动辅助锁与贯通道排污孔筛)在不同密封条件下的车内、外压力,分析了车外压力... 详细信息

为全面分析地铁列车运营时车外压力对车内乘客耳压舒适性的影响,采用实车线路试验方法,实测了地铁列车匀速通过隧道时,关键气密部件(空调压力波保护阀、车门气动辅助锁与贯通道排污孔筛)在不同密封条件下的车内、外压力,分析了车外压力波动特性、沿列车长度方向的压力分布规律以及车内关键气密部件对车内压力变化幅值的影响。研究结果表明:头车和中间车的车外压力受车头进入隧道产生的压缩波影响较大,列车车身表面压力峰值从头车向尾车逐渐降低;在空调开启时,相较于启用压力波保护阀,未启用时车内3 s内压力变化幅值增加了48%~61%,1 s内增加了75%~90%,说明空调压力波保护阀对车内压力舒适性影响显著;在空调关闭时,与启用车门气动辅助锁相比,未启用时3 s内车内压力变化幅值增加了39%~46%,1 s内增加了69%~78%,表明车门气动辅助锁对车内压力舒适性的影响仅次于空调压力波保护阀;在空调关闭的情况下,与启用贯通道排污孔筛相比,未启用时3 s内车内压力变化幅值增加了3%~11%,1 s内增加了1%~13%,说明贯通道排污孔筛对车内压力的影响较小。

关键词：车辆工程地铁列车实车试验压力波气密性舒适性

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高速列车牵引控制技术攻关

机车电传动 2024年第2期 4-8页

作者：冯江华李江红株洲电力机车研究所中车株洲电力机车研究所有限公司株洲电力机车研究所研发中心

2002年11月27日,一个历史性的时刻悄然而至。初冬的秦皇岛薄雪轻覆,随着一声发车令下,身披蓝白绿外衣,有着流线型身姿的“中华之星”动车组缓缓驶出,逐渐提速,从绥中北到山海关站,一路风驰电掣。速度显示仪上的数据不断跃动刷新:250、28...

2002年11月27日,一个历史性的时刻悄然而至。初冬的秦皇岛薄雪轻覆,随着一声发车令下,身披蓝白绿外衣,有着流线型身姿的“中华之星”动车组缓缓驶出,逐渐提速,从绥中北到山海关站,一路风驰电掣。速度显示仪上的数据不断跃动刷新:250、287、309……最高时速321.5 km!速度定格的瞬间,新的中国铁路第一速诞生了。

关键词：

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弯扭耦合长柔叶片颤振速度分析

太阳能学报 2024年第3期45卷 90-94页

作者：罗涛巫发明黄剑锋钟杰华旭刚中车株洲电力机车研究所有限公司株洲412001 湖南大学土木工程学院长沙410082

针对弯扭耦合叶片的颤振速度进行研究,提出基于FAST_v8结合非线性几何精确梁理论评估叶片颤振速度的分析方法,基于典型截面失稳机理验证该分析方法的准确性。以某80.74 m叶片为研究对象,分析空气密度、叶片重心弦向位置、扭转频率、挥... 详细信息

针对弯扭耦合叶片的颤振速度进行研究,提出基于FAST_v8结合非线性几何精确梁理论评估叶片颤振速度的分析方法,基于典型截面失稳机理验证该分析方法的准确性。以某80.74 m叶片为研究对象,分析空气密度、叶片重心弦向位置、扭转频率、挥舞频率等参数变化对颤振速度的影响。结果表明,该80.47 m叶片颤振速度随空气密度增大而减小;质心前移可有效抑制经典颤振;提高扭转频率可提升叶片的稳定性;挥舞频率位于0.2~0.4 Hz之间时较合适。

关键词：风电机组颤振速度经典颤振弯扭耦合叶片

城市轨道交通碳化硅三电平牵引变流器应用探索

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铁道科学与工程学报 2024年第5期21卷 2001-2013页

作者：向超群李佳怡冯江华杜京润陈特放成庶中南大学交通运输工程学院湖南长沙410075 中车株洲电力机车研究所有限公司湖南株洲412300

城轨交通将绿色节能作为发展目标,城轨牵引变流器以低损耗为发展方向。碳化硅器件具有耐高温、所承受开关频率较高和功率损耗低的优势,应用于三电平变流器,可有效提高系统效率、降低能耗、减轻设备重量。针对碳化硅三电平牵引变流器在... 详细信息

城轨交通将绿色节能作为发展目标,城轨牵引变流器以低损耗为发展方向。碳化硅器件具有耐高温、所承受开关频率较高和功率损耗低的优势,应用于三电平变流器,可有效提高系统效率、降低能耗、减轻设备重量。针对碳化硅三电平牵引变流器在城轨牵引领域的应用,首先分析城轨牵引变流器功率器件和拓扑的发展现状,从牵引系统的发展需求提炼出牵引变流器的优化需求;结合材料特性研究碳化硅器件应用于城轨牵引领域的性能优势,以及可能给牵引系统设计带来的技术挑战。对比探究5种常用的三电平逆变器拓扑结构和各种牵引传动控制方法在城轨领域的适应性,总结其结构特点对碳化硅器件应用的促进作用。归纳三电平变流器在城轨牵引系统中的应用局限,探讨碳化硅器件对其输出性能的优化作用。讨论碳化硅三电平变流器拓扑在城轨牵引系统中的应用可能,通过仿真实验对比不同拓扑的器件损耗分布。研究结果表明:碳化硅器件本身即对降低功率损耗具有明显优势,三电平拓扑及合适的控制策略可降低碳化硅器件的应用成本,二者结合可进一步缩小变流器和相关设备的体积,延长系统使用寿命。因此,将碳化硅三电平变流器应用于城轨交通符合发展需求。研究可为后续城市轨道交通牵引变流器的优化提供参考。

关键词：碳化硅牵引系统变流器城市轨道交通三电平

基于时间敏感网络的列车通信网络实时流量调度优化

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铁道科学与工程学报 2024年第1期21卷 58-69页

作者：梁晨贺德强任子阳靳震震杨卫峰广西大学机械工程学院广西南宁530004 中车株洲电力机车研究所有限公司湖南株洲412001

随着轨道交通智能化的发展,列车控制与监测产生的高带宽实时数据对列车通信网络提出了更高的要求。时间敏感网络可作为兼具高传输速率、高确定性和高兼容性的下一代列车通信网络解决方案。然而,实现时间敏感网络确定性通信机制的流量门... 详细信息

随着轨道交通智能化的发展,列车控制与监测产生的高带宽实时数据对列车通信网络提出了更高的要求。时间敏感网络可作为兼具高传输速率、高确定性和高兼容性的下一代列车通信网络解决方案。然而,实现时间敏感网络确定性通信机制的流量门控调度设计难以拓展到实际场景规模。因此,针对车载网络流量特性,提出一种基于改进增量式调度策略和改进灰狼优化算法的列车通信网络流量门控调度生成方法。首先,基于列车通信网络流量和拓扑结构建立门控调度系统模型。然后,为提高调度生成效率,提出了基于增量式调度的单帧简易调度(Single Frame Simple Scheduling,SFSS)策略,弥补了门控调度模型在计算速度方面的不足。其次,为提高灰狼优化算法的寻优性能,引入了粒子群优化算法、Logistic混沌映射策略和反正切函数,提出了改进灰狼优化(Improved Grey Wolf Optimization,IGWO)算法,改善了实时周期性流量的实时性能和带宽占用。最后,利用SFSS策略和IGWO算法对列车通信网络门控调度系统模型进行测试和求解,通过实验验证所提出调度生成方法的可行性和有效性。实验结果表明,与其他方法相比,提出的门控调度生成方法在计算精度和计算速度方面具有更大的优势,流量调度的平均端到端时延降低为57μs。研究成果能够满足列车通信网络流量调度的需求,可有效地实现时间敏感网络确定性通信在列车中的应用和改善。

关键词：列车通信网络时间敏感网络流量调度增量式调度改进灰狼优化算法

隧道热害环境下电力机车蓄冷式冷却塔散热性能研究

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中南大学学报（自然科学版） 2024年第4期55卷 1551-1559页

作者：曹小林易柯罗开宝饶政华凌晨彭村越中南大学能源科学与工程学院湖南长沙410083 重载快捷大功率电力机车国家重点实验室中车株洲电力机车有限公司湖南株洲412001

针对西部某铁路所处的高原隧道热害环境,提出一种电力机车蓄冷式冷却塔结构及其运行方案,通过对蓄冷及释冷过程进行仿真,分析换热器的冷却性能并对其结构进行优化。研究结果表明:当换热器蓄冷运行时,相对于壳体两侧无翅片结构,采用壳体... 详细信息

针对西部某铁路所处的高原隧道热害环境,提出一种电力机车蓄冷式冷却塔结构及其运行方案,通过对蓄冷及释冷过程进行仿真,分析换热器的冷却性能并对其结构进行优化。研究结果表明:当换热器蓄冷运行时,相对于壳体两侧无翅片结构,采用壳体空气侧加翅片和壳体双侧加翅片,相变蓄冷时间从113 min分别缩短至80 min和47 min;当换热器释冷运行时,乙二醇水溶液经相变蓄冷换热器冷却,传热管道添加间距为8 mm的翅片,有效冷却时间(冷却介质出口温度低于55℃)从无翅片结构的1.5 min延长至16 min,超过设计要求的14 min,有效解决了机车冷却塔的散热难题。

关键词：隧道热害散热相变蓄冷仿真

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重载机车102型钩缓装置动态模拟方法与动力学性能研究

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振动与冲击 2024年第2期43卷 12-21,59页

作者：张志超吕凯凯储高峰齐红瑞汪方文中国铁道科学研究院集团有限公司机车车辆研究所北京100081 中车大同电力机车有限公司技术中心山西大同037038

该研究结合试验数据提出了重载机车102型车钩缓冲装置受压动态响应的模拟方法,并研究了该机车及钩缓装置在双机重联牵引万吨列车编组下的动力学性能。基于102型钩缓装置结构特性与受压稳钩机理,采用加权离散方法将缓冲器简化为具有相同... 详细信息

该研究结合试验数据提出了重载机车102型车钩缓冲装置受压动态响应的模拟方法,并研究了该机车及钩缓装置在双机重联牵引万吨列车编组下的动力学性能。基于102型钩缓装置结构特性与受压稳钩机理,采用加权离散方法将缓冲器简化为具有相同迟滞特性的多个阻抗力元,并引入剪切刚度来考虑其相互之间的剪切效应,提出了能够准确模拟钩肩止挡和缓冲器偏压特性的102型钩缓装置动力学建模方法;进而借助子结构方法搭建了“主控机车+重联机车+货车车辆+虚拟货列”的双机重联牵引万吨列车动力学模型,其中四节机车、货车车辆之间采用钩缓装置子结构连接;通过试验数据对比修正了钩缓装置模型中离散阻抗力元间的剪切刚度,并验证了所建列车动力学模型的正确性;计算分析了线路条件、结构参数、机车电制力等对系统动力学响应和运行安全性的影响规律。结果表明:重载机车在小半径曲线上施加大电制力容易引起异常增大的轮轴横向力,危及行车安全;随着车钩最大自由转角的增大,车钩偏转角和机车运行安全性指标均呈逐渐增大趋势;机车二系悬挂横向刚度增大有助于提高机车自身的受压稳定性和减小车钩偏转角,但过大横向刚度又会增大轮轨横向动态作用。

关键词：重载机车 102型钩缓装置重载适应性受压稳定性机车电制力

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升力翼高速列车前后翼干扰特性研究

中南大学学报（自然科学版） 2024年第5期55卷 1806-1821页

作者：张宝珍熊小慧汪欣然耿嘉旭重载快捷大功率电力机车全国重点实验室湖南株洲412000 中车株洲电力机车有限公司湖南株洲412000 中南大学轨道交通安全教育部重点实验室湖南长沙410075 中南大学轨道交通列车安全保障技术国家地方联合工程研究中心湖南长沙410075

在高速列车车顶安装升力翼旨在通过提高列车气动升力减小轮轨作用力,是一种新型等效减重的手段。升力翼安装到高速列车顶部后,其工作环境与航空相比有很大不同,升力翼与升力翼之间存在相互干扰。以三车编组1꞉10缩比某型CRH高速列车模型... 详细信息

在高速列车车顶安装升力翼旨在通过提高列车气动升力减小轮轨作用力,是一种新型等效减重的手段。升力翼安装到高速列车顶部后,其工作环境与航空相比有很大不同,升力翼与升力翼之间存在相互干扰。以三车编组1꞉10缩比某型CRH高速列车模型为研究对象,采用改进型延迟分离涡模拟(IDDES)方法,分别针对不同高度和不同间距布局的两翼高速列车进行数值模拟分析,探讨前后升力翼布局对升翼力列车气动力和周围流场结构的影响规律及其作用机理。研究结果表明:对于不同间距布局,当后翼距离前翼过近时,前翼翼尖涡流的干扰导致流速加大,压差变小,最终使气动升力有所降低;而当前后翼间距过大时,即后翼远离前翼尾流干扰范围,后翼由于无法受到前翼下洗气流的正向作用,使得升力减小。对于不同高度布局,错落式布局下前翼的尾流涡旋由于高度差的原因远离后翼,相较于等高式布局,错落式布局中前翼尾流对后翼造成的干扰程度较小。错落式布局的列车整体升力性能优于等高式布局的列车整体升力性能,且前低后高式布局下,列车的增升效果最好。综合不同间距和不同高度布局的结果可知,对于两翼高速列车,翼间距为0.90H时前低后高式布局的整车气动性能最优,尤其是列车升力可以得到显著提升。

关键词：高速列车升力翼翼间干扰特性计算流体力学