受限空间内高速列车流线结构优化及气动特性分析

发布时间：2024-02-25 20:43

　　真空管道交通系统(VTT)中,列车在狭长的低压受限空间内高速行驶,那些低速并不凸显的问题(气动阻力、升力、气动噪声等)都变得不容忽视,这些问题大大降低了乘客乘坐的舒适性和安全性,成为制约VTT实现的主要因素。要想早日实现真空管道交通系统的设想,必须研究并提升其气动性能。高速列车头型的设计涉及复杂的强流固耦合问题,而解决这些问题的根本方法是对列车头部开展多目标优化。本文建立受限空间内高速列车头型的三维模型,并以列车鼻尖长度L和头部高度H为优化设计变量,以气动阻力和升力为优化目标,利用网格自动变形软件Sculptor、CFD计算软件Fluent和多学科优化设计软件Isight进行联合仿真,实现了网格的自动变形和和系统内流场的自动计算,基于遗传算法对设计变量进行自动寻优和头型的自动优化。优化完成后,得到影响优化目标阻力和升力的关键设计变量,并分析了他们之间的相关性。通过多目标优化得到一系列的Pareto最优头型。研究表明:列车头部的长度对阻力的影响比较大,贡献率达到38%;列车头部的高度能够对列车所受到的升力产生较大的影响,贡献率达到33.6%。研究了优化目标与这两个设计变量之间的非线性关系...

【文章页数】：95 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1三类噪声与列车速度的关系示意图

青岛科技大学研究生学位论文3图1-1三类噪声与列车速度的关系示意图Fig.1-1Adiagramoftherelationshipbetweenthreetypesofnoiseandtrainspeed受气动阻力和噪声的影响，使高铁难以突破500km/h的速度屏障。既然空气阻力....

图1-2真空管道交通系统

青岛科技大学研究生学位论文3图1-1三类噪声与列车速度的关系示意图Fig.1-1Adiagramoftherelationshipbetweenthreetypesofnoiseandtrainspeed受气动阻力和噪声的影响，使高铁难以突破500km/h的速度屏障。既然空气阻力....

图1-3HyperloopOne的测试装置

青岛科技大学研究生学位论文7至此，真空管道运输系统这个神奇的科技狂想，在历经一个多世纪的曲折之后，终于要在美国逐步地落地开花。图1-3HyperloopOne的测试装置Fig.1-3TestdeviceofHyperloopOne1.2.2国内研究现状在国际上，在真空管道交通系统....

图1-4真空管道高温超导磁悬浮列车试验线“Super-Maglev”Fig.1-4Testline"supermaglev"ofhightemperaturesuperconductingmaglevtrain

多项专利[20]。2011年9月，西南交通大学搭建的超导与新能源开发中心主任赵勇教授领导的团队研制出全球首个真空度可达0.012个标准大气压的真空管道交通试验系统并顺利通过教育部的验收，这标志着我国的真空管道运输研究已进入试验研究阶段[29]。2013年，贾文广等人通过改变阻塞比....

本文编号：3910830