研制400km/h及以上速度等级高速列车、磁浮列车空气动力实验装备,提出试验评估方法,开发气动减阻降噪技术,研制超高速列车气动外形。
车外形/结构/环境耦合减阻降噪技术
高速列车外形设计大部分采用比较单一的目标函数,即设计中往往只关注单一评价指标,所得设计方案就导致其他性能降低。所以,需综合考虑列车运行安全、经济、舒适和环保四要素,对列车外形、结构进行协同设计。基于多学科优化的列车气动外形智能设计方法的最终目的,是把列车外形参数化的思想和气动性能分析有效地结合在一起,并在一个集成平台中同时实现建模、气动性能分析及其优化全过程,实现整个过程的完全自动化。
横风动模型试验评估技术
针对轨道交通列车空气动力性能与安全评估问题,开展以下研究:1,新建国内唯一,国际领先的列车气动性能横风动模型试验装置,动模型列车最高速度500km/h,横风风速范围0-65m/s连续可调,能真实再现大风环境下运行列车周围空气流动现象,实现“大风-运动列车-地面”相对运动为一体的瞬态测量。2,改造时速超过600km高速列车、磁悬浮列车空气动力学动模型试验平台,实现列车单向速度超过600km/h,列车交会速度超过1200km/h。
铁路沿线设施及人员气动安全控制技术
针对列车风对道旁环境影响、气压爆波对高速铁路沿线设施的影响、车/隧耦合气压变化、车体噪声、温湿度等对乘员舒适性影响,开展以下研究:1,列车风对铁路道旁设施气动行为研究。2,构建预测气压爆破的高精度数值模型,研建能模拟长达10km隧道的动模型装置。3,车/隧耦合气动效应及气压变化对人体舒适性评价。4,研究列车高速运行环境对人体生物多维感观的影响规律研究。
车/线/隧耦合大系统气动参数匹配及控制技术
针对400km/h 及以上速度等级列车/隧道耦合空气动力安全问题,开展以下研究:1,构建400km/h 及以上高速车/线/隧耦合空气动力性能计算模型,分析雷诺数效应、尺度效应、湍流模型、网格尺度等参数对数值仿真结果的影响,采用动模型实验对仿真结果进行验证,确定合理的计算模型。2,气动载荷谱的程序设计及编制方法建立。3,不同因素对气动载荷的影响规律以及与车辆密封性能、车辆结构强度之间的匹配关系研究。4,建立主要线路参数与车辆密封性能和结构强度匹配技术。