高速铁路开孔式挡风墙外形优化研究

为保障高速动车组的安全运行,亟需对强侧风下动车组的气动性能及防护措施进行研究。基于三维、非定常N-S方程和k-ε双方程湍流模型,对高路堤、强横风条件下,动车组和开孔式挡风墙的气动力进行数值模拟计算。综合分析动车组和挡风墙的计算结果,得出:动车组头车所受到的横向力和倾覆力矩最大;圆孔式挡风墙下运行动车组的横向气动性能比方孔式挡风墙的优;阵列式和交错式2种排列方式挡风墙挡风效果相差不大;20%,30%和40%这3种透风率挡风墙中,透风率为30%的挡风墙下运行动车组的横向气动性能最好;透风率为30%的挡风墙的孔径分别为15,20,25和30 cm时,动车组所受到的横向气动力以及挡风墙所受到的倾覆力矩均相差不大;头车横向力和倾覆力矩的最大值与最小值之间的相对误差分别为2.11%和1.86%,挡风墙所受到的倾覆力矩在有车和无车运行情况下,其最大值与最小值之间分别相差3.79%和0.81%。     

兰新高速铁路挡风墙合理高度研究

为保障兰新高速铁路列车运行安全,建立了动车组、线路和挡风墙等的三维模型进行数值仿真计算.经动模型试验和风洞试验验证,结果表明：合理挡风墙高度随路基高度的变化是非线性的,即在路堑上,合理挡风墙高度随路堑深度的增加而减小;在平地和路堤上,最优挡风墙的高度为3.5～4.0 m;合理设置挡风墙后,其最大防御风速随路基高度的增加而减小,路基越高越危险.     

九度地震区高速铁路简支梁方案比选

九度地震区地震烈度较高,一般情况下宜选择自重轻、重心低的结构形式,但未明确推荐简支梁的适用跨度。结合渝昆高铁及云南地区主要地质条件,着重讨论比较设计时速350 km/h高速铁路九度地震区24 m与32 m简支箱梁的比选。提出在满足桥梁抗震性能的条件下,比较简支梁跨度方案的经济指标来确定方案的合理性。结果表明:15 m墩高以下应选择使用实体墩,15 m及以上墩高建议选择空心墩;无论是在岩溶还是非岩溶地区32 m梁跨都比24 m梁跨具有经济优势,且桥墩越高越经济;渝昆线选用32 m梁跨比24 m梁跨可节省投资约122 58万元,推荐使用32 m简支梁。研究结果为九度地震区高速铁路简支梁方案比选提供了一种思路,可为类似工程设计提供参考。     

天恒山隧道施工方案比选及优化

天恒山隧道为我国第一座严寒地区浅埋大跨土质隧道,其施工难度大、危险性高。在施工过程中遵循＂土变我变、确保安全、优质完成＂的原则,不断对隧道施工方案进行比选优化,本文对施工过程中采用的微台阶法、三台阶七步开挖法和CRD法施工方案的选择和优化进行介绍。     

大风区高速铁路新型防风设施研究

兰新(甘肃兰州—新疆乌鲁木齐)第二双线是世界上1条已建成的最长高速铁路,也是世界首条穿越大风区的高速铁路,线路穿越大风区最大瞬时风速达64 m/s,严重威胁列车运行安全,针对既有防风设施(主要为挡风墙)难以满足大风条件下防止列车倾覆、保护受电弓和接触网安全及防沙等要求,提出一种新型防风设施即防风走廊,并通过数值计算、风洞试验、动模型试验等方法进行系统研究。研究结果表明:在防风走廊的防护下,动车组的倾覆力矩是无防风设施时的1%~2%,是有挡风墙时的4%左右;接触网处的风速度仅为环境风速的6%左右;半封闭防风走廊开口处的最大速度仅为6.08 m/s;而走廊内部和动车组表面的压力变化表明半封闭走廊更具优势,不会附带产生隧道空气动力效应等不利影响。这说明防风走廊既能实现对列车和接触网综合防护,兼具防沙功能,同时也不会产生隧道空气动力效应等不利影响,作为一种新型高等级铁路防风设施具有应用推广价值。     

高超声速火箭橇气动特性优化与风洞试验

为研究如何在不额外增加稳定装置的基础上提高超声速条件下火箭橇的在轨运行稳定性,基于数值分析方法开展了高超声速火箭橇气动特性优化设计,并通过风洞试验对优化后的橇体进行了不同工况下的气动特性研究。建立了基于SST湍流模型、N-S控制方程的火箭橇气动特性数值分析方法,通过经典双椭球模型对计算方法的准确性进行验证。基于气动特性数值分析方法开展橇体气动外形设计,对整流板俯仰角、侧偏角以及前、后滑靴的位置进行优化。通过风洞试验对优化后的橇体进行不同工况下的气动特性研究,分析马赫数、雷诺数以及轨道和地面效应的影响。研究结果表明：火箭橇高超声速气动特性数值分析方法的精度约为86.94%,可以用来模拟火箭橇在高超声速流场中的气动特性;在Ma=5时,优化后的模型相较于优化前的模型,气动阻力减小了约23.57%,气动升力减小了约38.49%;随着马赫数的增加,橇体阻力系数呈下降趋势,当Ma从4增加到6,橇体的阻力系数下降约19.98%;橇体升力系数与俯仰力矩系数均随着雷诺数的增大而增加,Ma=5,当雷诺数从1.80×10⁷变化到3.60×10⁷时,橇体的阻力系数与...     

小尺寸缩比模型车风洞试验及数值验证

采用已证明有效性的CFD方法,对小尺寸缩比模型车的风洞试验方案进行设计和验证。将风洞试验数据与数值仿真结果进行相互校核,同时验证了风洞试验和数值仿真的可靠性,并限定了此试验方案的适用范围。基于试验和仿真的结果,比较了四款模型车的气动阻力大小,在揭示其内在机理的基础上,明确了不同造型风格对气动阻力的影响。     

润滑油加氢预处理催化剂的比选及工艺优化研究

以大庆石蜡基200SN酮苯脱蜡油为原料,开展了加氢精制与加氢裂化组合催化剂以及加氢精制催化剂之间的对比评价,为炼厂润滑油加氢预处理催化剂的选择和工艺条件优化提供指导。结果表明,在相同的工艺条件下2组催化剂加氢脱杂质性能和改善黏指性能相近,但组合催化剂润滑油馏分收率损失较大;采用HDT-01加氢精制催化剂,在体积空速1.45h~(-1)、反应温度385℃、氢气分压13.5 MPa、氢油体积比800:1的条件下,大于400℃润滑油馏分产品的硫含量1.0μg/g,氮含量1.0μg/g,黏指116,收率77%,可高收率获得异构段原料。     

隧道斜井进正洞挑顶方案比选及优化

通过对渝利铁路大梁隧道斜井进正洞挑顶方案进行分析,从安全、进度、经济性3个方面对方案进行优化、比选,缩短了斜井挑顶施工时间,节约了工期。     

浅谈广河高速公路惠州段设计方案优化比选

本文从广河高速公路惠州段项目的线路、桥梁、路面、立交等重点设计方案的优化比选进行论述，从中总结公路项目选取最佳设计方案的相关经验。     

厂坝铅锌矿主溜井方案优化比选

厂坝矿区包括厂坝铅锌矿、李家沟铅锌矿和小厂坝铅锌矿。2009年8月矿山资源整合后,将原厂坝矿、李家沟矿、小厂坝矿均隶属于甘肃厂坝有色金属有限责任公司。矿山资源整合后,为了合理安全地利用资源,扩大矿山生产规模,最大限度地创造经济效益,考虑业主尽量压低投资的要求,结合该矿目前已有开拓运输系统提出了溜井比选的工作。通过方案的优化比选,做到投资最省、效益最高。     

风区车站内现有挡风墙高度优化

文章采用三维定常不可压缩雷诺时均N-S方程和RNGκ-ε方程湍流模型,对3车编组高速列车在不同风速(0、10、20、30、40m/s)下以不同车速(0、100、150、200、250km/h)通过风区内设置4m高挡风墙的车站进行模拟研究,并结合《京津城际铁路技术管理暂行办法》对风区车站内现有挡风墙高度进行了分析优化。数值算法经过试验验证,数值计算结果与试验的规律一致,幅值相差基本不超过10%。研究结果表明:列车位于第2线和第3线运行时受力存在显著差异,位于第3线时气动力及力矩变化较大;随着风速和车速增加,列车气动力及力矩变化不尽相同,这种现象在头车上反映更加明显。通过对列车在10~40m/s横风环境中以100~250km/h车速运行的模拟可知,车站内挡风墙在3.5~4.5m可以有效降低列车气动力及力矩。     

城市地道设计及比选分析

文章以铜陵市长义地道工程的设计为基础,介绍了城市繁华地带交口的人行地道的设计方法,研究了路面渠化与地道布置的结合,基于不同的总体布置方案,从建设条件、交通匹配、管线保护、施工组织等方面确定建设方案,可供类似工程参考。     

某悬索桥隧道锚室水害处治方案比选及优化

某岩溶地区悬索桥混凝土后锚室被渗入山体汇水的土体包围,排水不畅造成锚室大量积水,使得锚室构件的耐久性受到不利影响,危害到大桥的整体安全。经过对大桥水文、地质及锚室水害状况进行分析,设计了几种该大桥后锚室水害处治的合理有效方案。经比选确认"T形排水小隧道+排水帷幕"是技术、经济均可行的最佳方案,并对该方案进行了合理优化。     

某高层RC框架剪力墙建筑隔震方案优化比选及分析

高层建筑隔震设计时,由于使用要求,业主会提出一些特殊的设计要求,因此如何在满足各项要求下取得较优隔震效果是值得深入研究的问题。以某拟建工程为研究对象,根据隔震设计目标,进行方案设计比选和参数分析,主要考虑了单纯隔震方案、增设剪力墙+隔震方案以及增设阻尼器+隔震方案三种情况,通过大量的参数分析和方案比选得到了满足设计目标要求的最佳方案。分析结果表明:对于高层隔震结构来说,增设剪力墙是提高减震效果的一种手段,但是增加较少剪力墙对减震效果的贡献有限,增加较多剪力墙则会涉及到建筑使用功能要求等相关事宜;而改变隔震层非铅芯支座的个数,优化隔震层阻尼器的设计参数可以得到理想的减震效果,有效控制隔震层位移。     

复杂低品位铁矿采矿方法的比选和优化

影响采矿方法的因素较多,通过实证计算与工程类比的方法可以有效的选择出优良的开采办法。文章以某复杂低品位铁矿的开采方法的比选与优化,制定出了低成本、适合该矿体赋存状态、高效率以及斜坡道直接进采场的大盘区高分层的充填采矿法,从而有效的解决了复杂地品味铁矿的低效率回采以及高采切比的问题。     

襟翼涡流发生器风洞试验优化研究

为解决飞机起降阶段增升装置襟翼打开时上表面发生的气流分离,通过风洞试验的方法进行了襟翼加装涡流发生器的优化工作。通过对安装弦向位置、高度、安装角度以及安装间距等几个参数的风洞试验研究,优选出了具有最佳气动特性的涡流发生器方案。     

基于整车匹配特性的齿轮传动比分析及优化

自动变速器传动比是影响整车动力性、经济性关键因素,本文首先搭建包含传动比的整车动力学仿真模型,联合使用传动比优化和整车性能匹配方法,以整车动力性经济性为优化目标,以变速器齿轮的结构尺寸为约束条件,对传动系统的所有啮合齿轮的传动比进行优化设计,得到最优的整车匹配特性结果和相匹配的挡位传动比方案。该研究对实际应用有重要意义。     

高速铁路防风栅的挡风效果数值模拟研究①

为了保证高速列车在强风环境下的安全运行,设置合理的挡风结构十分必要。以兰新高速铁路防风栅为研究对象,应用FLUENT软件,对3种孔隙率的防风栅挡风效果进行了研究,结果表明:不同孔隙率防风栅的挡风效果存在明显的差异,当防风栅的孔隙率从12.56%增加到20.60%时,铁路中心线上距地面0-6m范围内,压力变化较大;当防风栅的孔隙率从20.60%增加到30.66%时,0-6m范围内,压力变化较小;随着防风栅孔隙率的增加,防风栅对风压的减弱效果变差,建议防风栅的孔隙率不宜过大;4m高的防风栅挡风范围在1.5倍防风栅高度,即6m高。