高速列车空气动力学研究技术综述

随着我国高速铁路的快速发展,高速列车运行速度越来越快,包括气动阻力、横风效应、会车效应、隧道效应和气动噪声等一系列空气动力学问题日益突出. 利用模型试验、实车测量和数值计算等不同的研究手段,开展全面的高速列车空气动力学研究显得十分重要. 本文比较全面和系统地介绍了国内外高速列车空气动力学研究在模型试验、实车测量、数值计算等方面的技术现状和进展情况,对今后的发展方向和内容进行了展望.     

千层塔提取物废液中3,4-二羟基肉桂酸和3,4-二甲氧基肉桂酸的提取

利用高速逆流色谱(HSCCC)对千层塔提取物废液中含量较高的2个同系物进行初步纯化分离, 再利用高效液相色谱(HPLC)对收集到的样品进行同系物分离, 得到8mg化合物A, 7mg化合物B, 纯度均在95%以上. 经核磁共振仪(NMR)鉴定2个组分的化学结构, 结果证明, 千层塔提取物废液所含的主要成分即2个同系物分别为3,4-二羟基肉桂酸和3,4-二甲氧基肉桂酸. 结论也同时证实高速逆流色谱与高效液相色谱联用能够有效分离样品所含同系物, 且工业提取千层塔有效成分后的废液中仍含有价值物质.     

路堤倾角变化对高速列车侧风运行气动特性影响

采用计算流体力学方法,探讨路堤倾角变化对高速列车侧风运行气动特性影响.结果表明:随着路堤倾角增大,头车侧向力系数先增加后减小,而中间车侧向力系数则持续减小.尾车上的侧向力系数先是略微减小,当路堤倾角达到47.5°时,侧向力系数随倾角增加而增加.作用在中间车上的负升力随着路堤倾角增加而增加.尾车的升力系数对路堤倾角变化非常敏感,变化幅度较大.路堤倾角变化时高速列车绕流流场变化,从而导致列车受到的气动力发生变化.     

参考焓值法在高速槽道湍流中的修正

利用高来流马赫数为3, 5, 6, 7, 10的槽道湍流直接数值模拟(direct numerical simulations, DNS)数据, 评估和修正经典的参考焓值法. 研究表明在高来流马赫数槽道湍流中, 经典参考焓值法预测的壁面热流与DNS结果相差很大, 需要作适当的修正.修正参考焓值法Ⅰ和Ⅱ的预测结果明显优于经典参考焓值法;并且修正参考焓值法Ⅱ更加适用于高马赫数流动, 其壁面热流与DNS结果的相对误差在10%以内. 同时, 修正参考焓值法Ⅱ的普适性在超声速燃烧室隔离段热环境试验中得到了验证.     

Properties of train traffic flow in moving block system

The development direction of railway is to improve the capacity and the service quality, where the service quality includes safety, schedule, high speed, and comfort. In light of the existing cellular automaton models, in this paper, we develop a model to analyze the mixed running processes of trains with maximal speeds of 500 km/h and 350 km/h respectively in the moving block system. In the proposed model, we establish some sound rules to control the running process of train, where the rules include the departure rules in the intermediate stations, the overtaking rules, and the conditions of speed limitation for train stopping at a station or passing through a station. With the consideration of the mixed ratio and the distance between two adjacent stations, the properties of the train traffic flow (including capacity and average speed) are simulated. The numerical results show that the interactions among different trains will affect the capacity, and a proper increasing of the spatial distance between two adjacent stations can enhance the capacity and the average speed under the moving block.     

细长体倾斜出水的实验研究

为了获得细长体倾斜出水空泡生成、发展及溃灭过程,基于高速摄像系统对细长体小倾角倾斜出水过程进行了实验研究。通过对比细长体垂直及倾斜带泡出水过程,分析了倾斜出水过程中体现出的新特征及其影响因素。在此基础上,对不同初始倾角及细长体头型对出水轨迹及姿态的影响规律进行了实验研究:细长体姿态及轨迹变化与其初始倾角并非线性相关,与肩空泡的闭合位置密切相关;细长体头型变钝,其水下运动过程稳定性增加。     

动车组车轮轮缘塑性变形白层组织分析

本文作者对动车组ER8C车轮轮缘白层的微观组织进行了观察,重点对由于剧烈塑性变形而形成的白层进行了分析和探讨.在光镜下可以观察到白层厚为3~18μm,分布不连续.在扫描电镜下,塑性变形白层主要有两种类型:一种为经塑性变形作用而细化的组织和经动态再结晶作用得到的铁素体纳米晶,后者具有纳米量级的铁素体晶粒.白层内的碳化物数量与塑性变形程度及运行过程中的温升有关,越接近表层未溶碳化物越少、晶粒越小.白层形成机制主要分为两种:一种为反复塑性变形作用的机制,导致铁素体破碎细化同时伴随碳化物碎化溶解;另一种为变形与一定温升综合作用的机制,表层发生动态再结晶而形成超细晶粒组织并伴随碳化物溶解,后者在超细晶粒形成中起主导作用.     

爆轰加载下柱壳断裂时刻微小差异测量方法

对于断裂时刻差异较小的对比实验,提出一种判读方法:同时采用高速摄影和干涉测速,利用高速摄影判读壳体断裂时刻应变,利用干涉测速获取壳体位移及应变曲线,两者结合得出较为精确的壳体断裂时刻差异。利用该方法得出45钢柱壳在JO-9159和JOB-9003两种炸药加载下断裂时间相差0.45 μs,钨合金柱壳在两种炸药加载下的断裂时间相差0.39 μs。同时该方法可以推广应用于单发壳体膨胀断裂实验中,更精确测定壳体的断裂时刻。     

利用短波探测飞机目标的实验研究

利用自行研制的武汉电离层探测系统,使用改进的相位编码脉冲串信号,对武汉天河机场上空的飞机目标进行了探测.通过对回波的相干积累和谱分析,获得了机场上空的飞机目标回波,再利用时频分析方法得到了目标视向速度随时间的变化,并以此估计了目标的飞行状态.实验验证了利用相位编码脉冲体制短波雷达探测高速飞行目标的可行性,提出可使用时频分析方法来获取目标的运动特征.     

An Improved Walk Model for Train Movement on Railway Network

In this paper, we propose an improved walk model for simulating the train movement on railway network. In the proposed method, walkers represent trains. The improved walk model is a kind of the network-based simulation analysis model. Using some management rules for walker movement, walker can dynamically determine its departure and arrival times at stations. In order to test the proposed method, we simulate the train movement on a part of railway network. The numerical simulation and analytical results demonstrate that the improved model is an effective tool for simulating the train movement on railway network. Moreover, it can well capture the characteristic behaviors of train scheduling in railway traffic.