高速列车横风效应及气动安全控制动力学

本书为“高速铁路基础研究与技术创新丛书”之分册。本书系统论述了高速铁路横风效应及气动安全控制动力学, 以空气动力学及列车在地面线路运动的空气动力学效应为基础, 针对列车在大风环境中运动的场景, 采用理论模型、数值模拟和实验相结合的方法对其横风动力学行为及气动安全控制方法进行了阐述和分析, 并揭示了腔室型风障的腔室型风障的湍涡动力学特性及耗能机理。

第1章 绪论
1.1 横风作用下高速列车绕流
1.1.1 绕流流动一般特征
1.1.2 无横风作用下列车绕流流动
1.1.3 横风作用下列车绕流流动
1.2 横风气动效应及安全控制研究现状
1.2.1 横风作用下列车气动特性和气动安全性
1.2.2 横风作用下车辆-轨道动力学性能
1.2.3 高速铁路挡风风障
第2章 高速列车气动特性研究方法
2.1 横风作用下高速列车气动力
2.1.1 列车表面空气压力及压力系数
2.1.2 列车气动作用力及作用力系数
2.1.3 列车气动力矩及气动力矩系数
2.2 横风作用下高速列车气动特性数值模拟
2.2.1 高速列车外部绕流控制方程
2.2.2 高速列车外部绕流湍流数值模拟方法
2.2.3 高速列车外部绕流数值模拟建模与场景设定
2.3 横风作用下高速列车风洞模型试验
2.3.1 试验原理和方法
2.3.2 试验技术和CRH高速列车模型
2.4 气动性能数值模拟和风洞试验验证分析
第3章 单列高速列车明线横风作用下气动特性
3.1 横风风场特征对高速列车气动特性影响
3.1.1 横风效应计算模型
3.1.2 气动特性对比分析
3.2 不同横风风速作用下高速列车气动特性
3.2.1 横风作用下流场结构和压力分布规律
3.2.2 横风风速对列车气动特性影响
3.2.3 横风风向角对列车气动特性影响
3.2.4 不同车速下列车横风气动特性
3.2.5 阻力系数与车速、风速、风向角关系
3.3 不同长度高速列车横风作用下气动特性
3.3.1 不同编组时列车全车气动特性
3.3.2 不同编组时各车辆气动特性
3.4 横风作用下高速列车气动力构成及分布规律
3.4.1 列车气动力构成
3.4.2 气动力分布规律
第4章 恒定风场作用下高速列车非定常气动特性
4.1 非定常流动暂态大涡模拟方法
4.1.1 大涡模拟基本方法
4.1.2 大涡模拟初始条件和边界条件
4.2 非定常流动大涡模拟适用性验证
4.3 非定常流动分离涡模拟方法
4.4 恒定横风作用下高速列车暂态气动特性
4.4.1 列车外流场非定常性质
4.4.2 列车气动荷载时域及频域特性
4.4.3 转向架气动荷载时域及频域特性
第5章 明线交会环境中高速列车气动特性
5.1 高速列车交会计算模型与计算方法
5.1.1 相对运动边界的滑移网格处理方法
5.1.2 列车交会计算域网格与计算方法
5.1.3 列车交会场景与压力监测
5.1.4 列车交会压力波基本特性
5.2 列车-轨道模型对高速列车交会特性影响
5.2.1 不同模型交会时压力波特性
5.2.2 不同模型交会时气动力特性
5.3 横风对高速列车交会压力波影响
5.3.1 等速交会时压力波特性
5.3.2 等速交会时压力波波幅计算
5.4 横风对高速列车交会气动力特性影响
5.4.1 列车交会气动力特性分析
5.4.2 交会前气动作用力与定常气动力特性
第6章 高速列车轮轨动力学性能
6.1 横风作用下车辆-轨道系统动力学模型
6.1.1 列车系统模型结构
6.1.2 横风激扰加载
6.1.3 轮对和转向架动力学模型
6.1.4 计算模型中非线性因素处理
6.1.5 仿真模型确定
6.2 横风对车辆-轨道动力学性能影响
6.2.1 横风对脱轨系数影响
6.2.2 横风对轮重减载率影响
6.2.3 横风对轮轴横向力和垂向力影响
6.3 列车长度（编组）对车辆-轨道动力学性能影响
6.4 加载随机气动荷载的动力学仿真
第7章 横风作用下高速列车安全控制方法
7.1 高速列车速度限值
7.1.1 列车运行速度限值分析
7.1.2 列车运行速度安全域
7.2 挡风风障设置
7.2.1 挡风风障计算模型
7.2.2 挡风风障挡风作用分析
7.2.3 挡风风障抗风性能分析
7.3 横风主动控制
7.3.1 抽吸减载方案设计
7.3.2 抽吸减载条缝优化
7.3.3 条缝几何定位及抽吸减载效果分析
第8章 横风作用下高速铁路挡风风障气动安全特性
8.1 风障受力下列车动模型试验
8.1.1 试验平台及设备
8.1.2 试验过程


8.1.3 试验分析

……