高速列车（350km／h）运行状态仿真系统的研究

应用多媒体技术、数据库技术和仿真技术研制了新型高速列车 ( 35 0km/h)运行状态仿真系统 ,对列车的运行进行了动态仿真和故障模拟 ,给出了高速列车动态运行的全部过程及运行时的速度 -时间曲线 ,效果良好 ,为高速铁路运行控制设备提供了验证手段。同时介绍了系统的软、硬件结构和总体功能     

高速列车轮轨噪声的降低途径

列车速度是影响轮轨噪声大小的主要因素之一，由于轮轨噪声对车速的依赖性，其声级将随着列车不断高速化会愈来愈大，目前已有许多文献对轮轨噪声进行研究并提出了一些措施，轮轨噪声有所降低，但仍然是列车的主要噪声源。本文通过轮轨噪声的理论分析和实验数据分析，查明轮轨噪声主要来源于钢轨振动产生的辐射噪声，因此，设法减小钢轨的振动是降低轮轨噪声的最有效途径。     

高速列车透射噪声与结构噪声的分离

高速列车噪声是影响车内旅客舒适度和铁路沿线居民生活质量的重要因素,如何有效的降低噪声是高速列车设计者们所关心的问题之一.研究表明,高速列车的车内噪声由透射噪声与结构噪声组成,如何有效的从车内噪声中分离出这两种噪声成分将为列车的减振降噪设计提供一定的指导作用.本文以高速列车实车噪声数据为研究对象,首先运用多种数字信号处理的方法对高速列车噪声数据进行了分析,总结了高速列车噪声的主要特点;然后通过对列车静止时和运行时的噪声透射情形分别进行建模和分析,指出可以利用车体的频响特性作为反映车体隔声性能的声学参数,并提出了一种计算频响特性的简便算法;最后,利用该算法从实车噪声数据中计算出了车体的频响特性,并在此基础上实现了透射噪声与结构噪声的分离.     

二维准格点阵的算术结构

Penrose拼砌是考察准晶准周期结构的基本模式 .计算了准格点集在适当坐标系下的坐标 ;给出了准格点坐标的一般算术表达式 .此方法及所得结论对于投影点集、自相似变换或者其他有限构型的准格点阵都成立 ,并使得这些点集的坐标能够用统一的形式表示 ,故具有一般性 .     

二维准地转流的非线性稳定性及扰动发展

研究有界周期带域中的纬向对称二维一层准地转流,得到了现有最好的非线性稳定性定理, 对于Benzi模型,其结果与线性稳定性定理一致, 并且建立了关于扰动能量,扰动位涡拟能上界的精细的显式估计.     

二维Fibonacci准晶伊辛模型的蒙特卡罗计算

利用蒙特卡罗法研究了二维Ｆｉｂｏｎａｃｃｉ准晶伊辛模型的相变问题。同正方格子相比，二维Ｆｉｂｏｎａｃｃｉ格子发生顺磁－铁磁相变的临界点向低温方向偏移，对此结果给出了合理解释。     

高速小型汽油机的准维燃烧模型

建立了用于二冲程汽油机的准维湍流火焰传播模型，计算结果与试验相符合，表明准维湍流火焰传播模型对于高速二冲程汽油机具有良好的适用性．     

高速列车车顶受电弓气动噪声仿真研究

随着我国高速动车组运行速度的不断提升,其产生的噪声对乘客舒适度及周边环境的影响也日愈严重。列车运行时,其噪声源主要包括振动噪声、气动噪声和牵引电机等设备产生的噪声。利用ANSYS的FLUENT流体力学分析模块,建立了350 km/h下受电弓三维有限元仿真分析模型,求解了列车不同运行速度下受电弓表面脉动压力及环境中的噪音强度。研究成果为抑制列车高速运行时受电弓的产生的噪音污染提供了一定的理论基础。     

高速列车外流场气动噪声的特性研究

针对高速列车外流场气动噪声完成了在线实验测试研究,对列车模型进行了简化并确定了合理性;进行了列车模型湍流流场模拟,完成了列车远场气动噪声的预测研究.研究表明,合理缩短列车不会改变车身表面声功率分布规律;高速列车气动噪声属于宽频带噪声;在频率范围(0～ 5000Hz)内气动噪声仿真与实验结果吻合较好,说明仿真方法准确度高;列车转向架处湍流最为剧烈,其次为车头鼻锥处;车身表面的气流最为平缓,进一步说明缩短列车模型的合理性.所提出的仿真方法能够为高速列车的结构优化设计提供依据,并能验证高速列车气动噪声控制方法的有效性.     

高速铣削加工系统开发——二维轮廓加工

高速铣削加工系统对满足高速铣削加工工艺要求,提高生产效率具有重要的意义。ACIS几何技术是一个面向对象的软件技术。结合ACIS技术,阐述了高速铣削加工系统中二维轮廓加工部分的开发。     

400 km/h高速列车转向架底板的阻力影响数值模拟研究

采用数值仿真方法研究明线运行400 km/h高速列车转向架底板包覆结构的气动阻力影响规律,揭示不同包覆形式及安装高度、缝隙间距这两类关键构型参数的阻力影响特性及流动结构的作用特征。研究结果表明：全封一体式及分体式底板包覆方案对整体均有明显的减阻效果,最优减阻率达9.76%,以头车转向架区域为主要减阻部件,但中间车阻力有所增加,且头车包覆越完整,中间车阻力增加越明显;在不同安装高度下,底板减阻效果呈非单调变化,头车底板适当下移有利于提高整车减阻效果,其原因主要是降低了中间车的转向架阻力;当底板缝隙间距维持在一定范围内时,整车减阻效果变化不大,继续增大缝隙会导致减阻效果变差,因为过大的缝隙将显著增强气流对转向架及舱体的冲击,导致整车减阻效果降低。     

复杂噪声中基于累积量的二维DOA估计

针对自相关算法的局限性,研究了复杂环境(乘法与加法观测噪声共存时)中,通过高阶累积量对二维DOA估计的问题.算法能同时确定目标的仰角与方位角;高阶累积量使得算法能够更加有效抑制消除乘法噪声.该方法对任何平稳的加性与乘性噪声均不敏感,因而具有较大的实用性.     

准二维非恒定非均匀泥沙数学模型

在一雏非恒定非均匀泥沙数学模型研究的基础上,提出了可以模拟横向冲淤变形以及河宽变化的准二维非恒定非均匀泥沙数学模型．将横断面沿河道流向分成若干个流管,对每个流管利用非耦合法分别求解水流方程和泥沙方程．运用Preissmann四点偏心隐式格式对水流连续方程和运动方程进行离散,并用追赶法求解．采用迎风格式将悬移质连续方程离散成差分方程求解．根据最小能耗率原理,判别河床冲淤变化方向,以确定河宽是否变化、该模型弥补了以往大多数准二维泥沙数学模型只能按等流量划分流管,且只能模拟恒定流、均匀沙、固定河宽情况下的河床冲淤变化的缺陷．利用青铜峡水库实测的水沙资料,对所建立的模型进行了验证,计算结果与实测值吻合良好．     

紧束缚近似方法在准二维系统能带结构中的应用

对于具有周期性结构的体系,紧束缚近似是获得其能带结构的基本方法,在固体物理教学中占有重要的地位.考虑复式格子或多带情况时,具体求解过程相对比较复杂.CsCl 类似体心立方晶格,本文结合石墨烯的制备过程将其剥离成准二维周期性结构,采用紧束缚近似方法求其能带结构,分析能带随耦合参数的依赖关系,深刻理解该模型.     

二维准流体的自组织临界性

在二维ＢＴＷ模型的基础上建立了准流体系统的计算机仿真模型．研究了临界点的存在性和系统的临界指数行为,建立了一个新的临界参量,确定了具体的算法和程序,得到了一些有意义的曲线．结果表明,二维准流体确实存在自组织临界性．     

准二维条件下G-P方程的数值求解

探讨了准二维条件下玻色-爱因斯坦凝聚体的模型,给出了准二维条件下体系所满足的G-P方程,利用Crank-Nicolson算法对含时间的G-P方程进行了数值求解。结果表明,不论原子的散射长度是正还是负,玻色-爱因斯坦凝聚体都能够形成。     

600km·h-1高速磁浮列车气动噪声仿真与试验分析

为探究高速磁浮列车气动噪声特性,以TR08高速磁浮列车为研究对象,考虑空气的可压缩性,采用分离涡模拟(DES)计算列车周围瞬态流场,基于Lighthill声比拟理论,采用声学有限元方法进行气动噪声数值计算。通过对比在线实车试验数据与数值仿真计算结果,验证了数值计算模型的准确性。研究表明,高速磁浮列车气动噪声是一种宽频带噪声,噪声源主要分布在头车和尾车流线型肩部等气流分离及湍流剧烈的区域。当列车运行速度为600 km·h^-1时,距离轨道中心线25m、轨面以上3.5m处列车通过时间内等效连续A声级达到107.5dB(A),噪声峰值位于中心频率为1 600Hz的1/3倍频程频带内,为101.9dB(A)。     

基于负刚度的高速动车组二维动力吸振器研究

研究基于加速度的二维动力吸振器的理论模型,提出基于车体刚性振动的二维动力吸振器控制方法,设计同时吸收车体点头、浮沉振动的二维动力吸振器.针对二维动力吸振器安装所需低动刚度要求,利用碟形弹簧的负刚度特性,设计了用于安装二维动力吸振器的高静刚度低动刚度减振元件.建立高速动车组垂向动力学非线性模型,分析二维动力吸振器对车体振动的作用.研究结果表明,二维动力吸振器可以有效抑制车体浮沉、点头振动,提高运行平稳性.     

高速试验列车动车光纤总线网的研究

报告了一种用于高速试验列车动车内连接主控节点与各受控设备的光纤总线网．该总线网作为高速列车通信网的重要组成部分,以光纤作为媒质,结构简单,并具有高可靠性和高实时性．对其网络结构、关键技术及硬件结构和软件设计进行了详细的讨论,并给出了电磁兼容性试验结果