《風環境下高速列車-弓-網的氣彈失穩機理研究》是依託中南大學，由周丹擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：風環境下高速列車-弓-網的氣彈失穩機理研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：周丹
- 依託單位：中南大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
列車高速運行時，在列車風和環境風耦合作用下，車體及弓網可能發生氣彈失穩，這對列車運行安全、弓網基礎功率的正常發揮和電網壽命等都會產生直接的影響。本課題採用數值模擬、動模型試驗及實車試驗相結合的方法，通過編制高速列車-受電弓-接觸網多尺度複雜體系下大渦模擬計算軟體，建立流場、結構弱耦合/疊代耦合的氣動彈性數學模型，研究風致車體及弓網結構氣彈失穩的空氣動力學和氣動彈性力學特性，以及激發這些失穩振動的氣流形態和作用機理；揭示不同氣流模式的形成、演化及其與氣動載荷譜之間的關係；得到車體及弓網氣動載荷譜和結構彈性參數的改變對失穩臨界風速及作用機制的影響規律；提出避免風致車體、弓網氣彈失穩的有效措施。
結題摘要
在大風作用下，列車高速運行時車體及弓網受到非定常氣動載荷過大，可能誘發氣彈失穩，危及列車運行安全。本課題採用數值模擬、風洞試驗及實車試驗相結合的方法，研究風致車體及弓網結構氣彈失穩的空氣動力學和氣動彈性力學特性，以及激發這些失穩振動的氣流形態和作用機理，並提出提高車體、弓網穩定性的有效措施。通過研究，得到大風作用下高速列車-受電弓氣動載荷和尾部渦繫結構，揭示了車體表面氣流分離及拖拽渦的形成與發展機理；得到接觸網氣動載荷及失穩臨界風速；比較分析不同類型的導流罩對降低車輛橫向氣動力和傾覆力矩、改善受電弓處流動狀態的影響。項目的研究成果為大風下避免風致車體、弓網氣彈失穩現象及最佳化車體和受電弓結構提供了指導，對風區列車安全運行有重要的實際意義。 本項目已累計發表論文7篇，其中SCI收錄2篇，EI/ISTP收錄5篇；EI錄用論文2篇；申請國家發明專利10項，其中已授權的5項；申請外觀設計專利3項；培養研究生3名，其中已畢業1名。項目的主要研究成果作為《大風災害環境下鐵路行車安全關鍵技術研究及套用》的重要組成部分，獲得湖南省科技鑑定1項；主要研究成果作為《高速列車/隧道耦合空氣動力安全技術》的內容之一，獲得湖南省科技進步一等獎1項。
