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An improved algorithm for fluid-structure interaction of high-speed trains under crosswind
  • ISSN号:1001-4381
  • 期刊名称:《材料工程》
  • 时间:0
  • 分类:U292.914[交通运输工程—交通运输规划与管理;交通运输工程—道路与铁道工程] TV134[水利工程—水力学及河流动力学]
  • 作者机构:[1]Traction Power State Key Laboratory, Southwest Jiaotong University, Chengdu 610031, China
  • 相关基金:The research was supported by the National Natural Science Foundations of China (Nos.50821063 and 50823004), 973 Program (No.2007CB714701) and the Fundamental Research Funds for the Central Universities (No.2010XS34).
中文摘要:

基于联合动力学和高速度的火车气体动力学的火车轨道,这篇论文为高速度的火车的液体结构相互作用处理一个改进算法。在算法,在液体解答者和结构解答者之间的数据通讯被插入有关液体结构接口的负担边界联合动力学进液体动力学节目,和松驰因素的火车轨道的节目避免被介绍改进空气动力学的力量的变化和集中。与这个方法,一列高速度的火车的液体结构动力学在侧风的速度是 13.8 m/s,火车速度是 350 km/h 的条件下面被模仿。当松驰因素等于 0.5 时,空气动力学的力量的变化更低,它的集中比在另外的情况中快。方面力量和头火车的侧面的排水量在离线的模拟和合作模拟之间被比较。模拟结果证明液体结构相互作用在侧风条件下面在头火车的气体动力学和态度上有重要影响。另外,头火车的安全索引在液体结构相互作用计算以后变得更坏。因此,液体结构相互作用计算为高速度的火车是必要的。

英文摘要:

Based on the train-track coupling dynamics and high-speed train aerodynamics, this paper deals with an improved algorithm for fluid-structure interaction of high-speed trains. In the algorithm, the data communication between fluid solver and structure solver is avoided by inserting the program of train-track coupling dynamics into fluid dynamics program, and the relaxation factor concerning the load boundary of the fluid-structure interface is introduced to improve the fluctuation and convergence of aerodynamic forces. With this method, the fluid-structure dynamics of a highspeed train are simulated under the condition that the velocity of crosswind is 13.8 m/s and the train speed is 350 km/h. When the relaxation factor equals 0.5, the fluctuation of aerodynamic forces is lower and its convergence is faster than in other cases. The side force and lateral displacement of the head train are compared between off-line simulation and co-simulation. Simulation results show that the fluid-structure interaction has a significant influence on the aerodynam- ics and attitude of the head train under crosswind conditions. In addition, the security indexes of the head train worsen after the fluid-structure interaction calculation. Therefore, the fluid-structure interaction calculation is necessary for high-speed trains.

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期刊信息
  • 《材料工程》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国航空工业集团公司
  • 主办单位:中国航空工业集团公司 北京航空材料研究院
  • 主编:曹春晓
  • 地址:北京市海淀区温泉镇环山村8号
  • 邮编:100095
  • 邮箱:matereng@biam.ac.cn
  • 电话:010-62496276
  • 国际标准刊号:ISSN:1001-4381
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1800/TB
  • 邮发代号:
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 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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