C型地铁列车主风道出风均匀性研究

利用数值模拟方法研究了风量不对称条件下C型地铁列车主风道内的空气流动特性和出风均匀性.研究结果表明:最大风量出风口位于左、右两股气流的碰撞区,碰撞区向小送风量一端偏移;左、右风机送风量差异越大,碰撞区偏移对称面的距离越大,风道送风均匀性越差;大风量风机提供的送风一般体现为小风量风机一端出风口的出风量增加.     

高速列车设备舱变流器冷却通风性能试验研究

为了进一步提升高速列车变流器在运行过程中的冷却性能,提高变流器设备舱的通风冷却效率,本文针对某型动车组牵引变流器通风性能进行了实车试验研究,通过在变流器进排风口位置布设传感器,监测高速列车运行过程中变流器设备舱进排风口位置处的进风风量、排风风量.对通风风量的结果和通风风量随列车运行状态的变化规律进行分析,并与变流器散热水温温升规律进行对比分析.分析发现当8车作为头车运行时,行车风方向与风机排风方向一致,促进排风,当1车作为头车运行时,行车风方向与风机排风方向相反,抑制排风.最大抑制风量占列车静置风机全速风量的1.6%.本文研究结果可为高速列车设备舱牵引变流器的设计选型及安装布置方式提供指导.     

城际动车组通风设备风冷性能影响特性试验研究

本文以长株潭CRH6F城际运营动车组为研究对象,采用截面多点风速测量法对关键设备的冷却通风性能主要影响因素进行了分析.研究发现:对于变流器等密封式独立风道通风设备,动车组上下行运行方向和编组位置对设备冷却风量影响较大,靠近头车运行方向时,冷却风量呈现增强趋势,而靠近尾车运行方向时冷却风量趋于降低;对于变压器等非密封式环境取风的通风设备,由于列车空气动力效应影响显著降低,动车组上下行运行方向对其冷却风量影响不大,变压器设备冷却风量维持在一个稳定水平.     

汽车空调风道改进及对乘员热舒适性影响分析

利用计算流体动力学软件Fluent,对汽车空调风道中的气流进行数值仿真,其结果与试验对比误差较小,并得出驾驶员侧出风口风量所占比例较小,从而致使驾驶员热舒适性较差.为改善这一现象,利用响应表面法,以空调风道中所加导流片的3个结构尺寸为设计变量,以驾驶员一侧的出风量比例和空调总出风量为优化目标对空调风道系统进行优化改进,并将改进后的空调系统应用于驾驶员热舒适性的分析.结果表明:改进后的汽车空调使驾驶员一侧的空调出风量比例由原来的44.9％提高至51.3％,驾驶员的热舒适性得到明显改善.     

高温超导牵引变压器的结构设计分析

牵引变压器是牵引供电系统的核心部件。应允于高速列车提速的要求,使得牵引变压器轻量化乃至高速列车轻量化成为研究的重点。高温超导材料的应用正好可以满足这一诉求。我的工作总结了高温超导牵引变压器的优势以及国内外发展现状;介绍了高温超导变压器的工作原理,并对高温超导变压器的结构设计进行了分析;对高温超导变压器的铁芯、绕组和短路阻抗进行计算,得出高温超导变压器的结构参数。     

高速列车牵引传动系统运行状态监测技术综述

高速列车牵引传动系统是典型的机电耦合闭环系统,牵引变压器、牵引变流器、牵引电机等关键部件之间密切关联,存在复杂的能量与信息变换、传递。牵引传动系统运行状态监测是保障高速列车安全运行的关键核心技术。受复杂服役工况、多物理场耦合作用、强环境干扰等不确定因素影响,闭环结构下的牵引传动系统运行状态监测存在性能退化/失效机理复杂、数据样本不充分等挑战性难题,已成为制约高速列车智能化发展的技术瓶颈。本研究针对高速列车牵引传动系统运行状态建模、异常状态监测、性能退化趋势分析及剩余寿命预测等相关方法进行了调研,分析了牵引传动系统运行状态监测技术现状和尚待解决的问题。     

基于STAR-CCM+的整车空调系统计算流体动力学模拟分析

为研究整车空调系统在不同工作模式下的流场分布情况,基于计算流体动力学方法,采用流体分析软件STAR-CCM+对空调系统除霜除雾及吹面模式下内部流场进行数值模拟,分析各风道出风量风量分配的合理性及前挡风玻璃速度分布的均匀性。结果表明：空调系统内部气流流动较顺畅,在除霜除雾模式工作时前挡玻璃A区、左右两侧窗驾驶员视野区的速度分布不理想;吹面模式下中间风道两出风口的速度及风量分配不均匀,影响了气流均匀性。针对速度分布不均、风量分配不均匀的问题提出了相应的优化方案,优化后前档风玻璃表面速度明显改善,侧窗玻璃表面速度略有提升,除霜性能满足国标要求;优化后各吹面风道风量分配更加均匀,有利于乘员舱的舒适性。研究结果可为整车空调系统风道的设计及优化提供仿真数据支撑及理论参考。     

高速动车组列车牵引仿真计算技术研究

随着我国高速铁路的发展,高速动车组列车牵引仿真计算具有重要意义。对高速动车组的牵引仿真计算的方法进行了研究,分析了与普通列车牵引计算的区别及相关的关键理论。介绍了自主研发的牵引仿真系统的构成和功能。以京沪高速铁路为计算实例,对4种不同的运行方案进行了仿真计算,对线路中的电分相的设置和影响进行了计算分析,并以京沪高速铁路先导试验段的冲高速试验为对象进行了模拟仿真。多次实际应用表明提出的高速动车组牵引仿真计算的方法具有良好的仿真精度和实用意义, 可以为我国高速铁路工程建设提供有效的手段,并据此提出了今后的发展     

C型地铁列车次风道出风均匀性研究

利用数值模拟方法研究了C型地铁列车次风道内的空气流动特性和出风均匀性.研究结果表明:扰流板铅直宽度、混合腔前端斜隔板以及隔板孔洞与出风口的相对位置是影响风道气流组织的3个重要因素.因受尺寸限制和不合理内部结构的制约,C型地铁列车不能很好地实现静压送风,从而可能导致不合理的速度分布和出风的不均匀性.     

极板快速干燥机风道流场的数值模拟和优化

极板快速干燥机是蓄电池生产工艺中的重要设备.为提高干燥效果,采用Solidworks软件,建立风道形状、出风风道几何计算模型,分析风道流场,提出优化方案,为实际生产提供可靠依据.结果表明,梯形风道与矩形风道相比,变截面设计可以提高出风风道两侧末端出风口风速;在出风风道模型中,合理的导流板位置可以提高出风口风速的大小并改善其均匀性.     

动车组牵引电机风道结构的优化分析

为了解决动车组牵引电机的通风散热问题,本文先后建立并分析了三种不同方案的牵引电机风道结构的模型。采用CFD方法对风道结构进行优化,研究了风道内空气流动情况,解决了不同支风道风量分配的均匀性问题,并使风道阻力特性得到改善,为动车组牵引电机散热风道的设计提供基础。     

列车提速对空调机组性能的影响

随着列车运行速度的不断提高,列车车体表面空气流场发生变化,从而改变了列车空调机组的运行工况,使得列车空调机组的性能受到影响.利用FLUENT软件对不同工况下高速列车外部流场进行数值模拟,得出高速列车表面气流压力场分布及其表面具体位置的压力值,进而分析了列车提速对空调机组冷凝风压、冷凝风量、冷凝温度及制冷系数等性能的影响.研究结果为高速列车空调机组的优化设计提供了一定的理论依据.     

电动螺旋桨飞机舱内噪声特性分析及优化

电动螺旋桨飞机运行中机舱内噪声,严重影响驾驶员和乘客乘坐的舒适性,因而对其舱内噪声特性研究十分必要。本文以某型电动螺旋桨飞机为研究对象,对其运用大涡模拟计算螺旋桨旋转产生的气动噪声并将其作为舱内噪声的边界条件,采用FEM、BEM耦合理论得到封闭声腔下舱内声振耦合声场分布,通过试验场点与数值场点来对比验证。研究表明,随着螺旋桨转速升高,在飞机的头部和尾部处声压级较高,舱内场点总声压级试验结果与数值计算结果非常吻合,在飞机巡航时人耳处总声压级最大误差为3.6%。以人耳处A计权为目标值,通过响应面法优化飞机舱内噪声,建立了人耳处总声压级(计权A)与各个试验因素(材料、厚度、面积)之间二次方模型,结果显示人耳处总声压级(计权A)降低了12dB。证明了计算电动螺旋桨飞机舱内噪声方法的准确性,为舱内噪声优化提供了一种简单有效的方法。     

利用示踪气体测量风道中风量的研究

目前工程上风道风量测量方法需多点求平均导致过程复杂且测量精度不高,已有的采用示踪气体测风道风量的方法仅知道原理而未对该方法的适应性进行研究,针对这一现状,文章对示踪气体测风道风量的方法进行了进一步的研究,提出了改进的测量方法,并利用数值计算对改进方法的效果进行了验证,对利用该方法测风量可能遇到的问题进行了讨论.结果表明,改进后的示踪气体测风道风量的方法,在各种实际工况下均具有较高的可靠性.     

高速列车空调风道的降噪研究

为降低高速列车空调机组运行时通过风道传递到客车室内的噪声,以VA ONE仿真软件为平台,以实测的空调机组噪声频谱数据为依据建立某型高速列车空调风道计算模型;并通过实验对仿真模型的有效性进行了验证。然后探讨了在风道模型内粘贴不同吸声材料的降噪效果;并对比了吸声材料的长度和厚度对风道降噪效果的影响。结果表明,在风道内粘贴吸声材料为2D聚酯纤维,厚度为25 mm,且其长度大于1.785 m时,降噪效果较为明显。     

基于压力舒适性的400 km/h双线高速铁路隧道净空面积研究

对400 km/h的16编组列车在不同净空面积(90,95,100,105和110 m²)隧道交会气动载荷进行数值研究,并结合压力舒适性标准对隧道净空面积提出建议。采用RNG k-ε湍流模型和滑移网格法进行数值模拟,并通过动模型实验进行验证。研究结果表明：16车编组的高速列车以速度400 km/h在净空面积为100m²的标准双线隧道内交会时,从头车到尾车方向上,车外表面的平均压力峰峰值不断减小,车内的平均压力峰峰值不断增大;综合考虑现有高速列车气密性与舒适度标准,运行速度为400 km/h的长编组高速列车双线隧道净空面积推荐采用100 m²。     

CFD分析和模拟技术在某轻卡风道设计中的应用

汽车空调除霜性能对汽车驾驶和交通安全非常重要,文章用CFD方法对某轻卡驾驶室除霜风道除霜性能进行了分析,对其进行了风道出口的流量分配、出口段的速度场与压力场求解,得出了除霜风道各出风口的风量分配。根据CFD分析结果,对除霜风道进行了改进,最终得到了满足设计要求的除霜系统。     

风冷发动机冷却流道设计及散热性能提升

为解决常规风冷发动机火花塞侧风速较低的问题,在某三轮车风冷发动机缸头内部设计了冷却风道,采用计算流体动力学(computational fluid dynamics, CFD)方法对该风冷发动机冷却风道结构进行了数值模拟分析,结果表明原冷却风道下缸头冷却风道内冷却风速较低,火花塞附近和进气道周围的冷却风速也较小,不利于缸头的整体冷却。通过调整缸头冷却风道内导流片布置和增大排气侧进风面积,缸头火花塞侧及排气侧冷却风量明显提升,利于缸头高温区域的冷却。经实验验证,缸头改进方案下缸头火花塞垫片温度可降低23℃。研究结果可为缸头冷却风道的设计提供仿真数据支撑及理论指导。     

高速列车空调冷凝风机的变频应用研究

列车在高速运行中表面产生的负压使冷凝风量相继减小.通过数值模拟计算不同车速下冷凝风机入口的平均负压值和冷凝风量,结果表明,高速工况下的负压影响冷凝风机正常运行.选取大容量冷凝风机并采取变频调节方式,建立以冷凝温度为反馈信号的PID控制方式,比较不同车速下定频与变频运行所消耗的功率,得出变频运行冷凝风机在列车低速运行时具有良好的节能效果和一定的变工况适应性,为变频技术在列车冷凝风机上的应用提供了技术依据.     

高速列车横风气动力数值计算研究

采用雷诺平均的方法对高速列车横风稳定性进行了数值模拟,重点研究了列车在侧偏角为8.77°下的横风特性。研究对象为高速列车的风洞缩比模型,将数值计算结果与实验值进行了对比。鉴于当前各类软件针对复杂列车车体横风稳定性的计算仍然不成熟,首先进行了三类商用软件的数值计算比较,分析了不同软件计算结果的精度差异。针对复杂列车外形的网格划分也是数值计算中的重要组成部分,针对两套列车网格进行了分析,研究了网格对计算精度的影响。在与实验值拟合最好结果的基础上,还着重研究了列车在横风作用下的气动特性。背风侧上下侧面拐角位置的流动分离是横风效应的最明显特征,由于流动分离而产生的涡系沿着列车背风侧向下游延伸,并且其强度也不断增强。本文还从气动力角度对横风特性展开了研究。横风条件下列车气动力与无横风相比有较大差异,对列车不同部位的气动力及其组成等进行了分析。