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高速列车流固耦合的平衡状态方法
  • ISSN号:0577-6686
  • 期刊名称:《机械工程学报》
  • 时间:0
  • 分类:U270[机械工程—车辆工程;交通运输工程—载运工具运用工程;交通运输工程—道路与铁道工程] O357[理学—流体力学;理学—力学]
  • 作者机构:[1]西南交通大学牵引动力国家重点实验室,成都610031
  • 相关基金:国家重点基础研究发展计划(973计划,2011CB711106)和国家自然科学基金(50823004)资助项目.
中文摘要:

为实现横风下车辆.轨道耦合动力学和列车空气动力学之间的联合仿真,提出一种快速高效计算的平衡状态方法。在忽略轨道不平顺情况下,轮流交替求解稳定气动力作用下的车辆-轨道耦合动力学响应以及稳定姿态下的列车流场和气动力;通过收敛准则判定横风下高速列车的平衡状态;将平衡状态下的稳定气动力加载车辆一轨道耦合动力学并计算高速列车动力学响应。研究横风速度为13.8m/s时高速列车以350km/h运行的流固耦合动力学行为。比较平衡状态方法、交互式联合仿真和离线仿真三种计算方法关于气动力和安全性指标结果的差异,研究结果表明,采用平衡状态方法与交互式联合仿真方法的计算结果差异较小,但平衡状态方法的计算效率远高于交互式联合仿真方法的计算效率。

英文摘要:

In order to achieve the co-simulation between train aerodynamics and vehicle-track coupling dynamics in crosswind, a fast and high-efficiency equilibrium state method is presented. Firstly, vehicle-track coupling dynamics responses to steady aerodynamic forces and train aerodynamics under steady attitude state are solved alternatively ignoring track irregularity. The equilibrium state is obtained by judging convergence criterion. The static forces of train in equilibrium state are loaded to the model of vehicle-track coupling dynamics and the responses of high-speed train are calculated. The fluid-structure dynamics of a high-speed train are simulated under the case that the velocity of crosswind is 13.8 m/s and running speed of train is 350 km/h. The differences in aerodynamic forces and safety indexes calculated with equilibrium state method, alternative co-simulation and off-line simulation are compared. The results show that there is little difference in results calculated with equilibrium state method and alternative co-simulation; however, the calculation efficiency of equilibrium state method is much higher than that of alternative co-simulation.

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期刊信息
  • 《机械工程学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国机械工程学会
  • 主编:宋天虎
  • 地址:北京百万庄大街22号
  • 邮编:100037
  • 邮箱:bianbo@cjmenet.com
  • 电话:010-88379907
  • 国际标准刊号:ISSN:0577-6686
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2187/TH
  • 邮发代号:2-362
  • 获奖情况:
  • 中国期刊奖,“中国期刊方阵”双高期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
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