高速列車氣動外形優(yōu)化設計

前言
第1章列車空氣動力學基本理論
1.1流體力學基本概念
1.2計算流體力學基本概念
1.2.1CFD計算流程
1.2.2離散化
1.2.3流體力學的研究方法
1.3流體運動及換熱基本控制方程
1.4湍流模型
1.5近壁面模型
1.6CFD求解計算的方法
1.6.1耦合求解法
1.6.2分離求解法
1.6.3SIMPLE算法
1.7網(wǎng)格簡介
1.7.1結構化網(wǎng)格
1.7.2非結構化網(wǎng)格
1.7.3混合網(wǎng)格
1.8小結
參考文獻
第2章列車空氣動力學數(shù)值仿真技術
2.1基于ICEM和FLUENT的求解方法
2.1.1建立計算模型
2.1.2網(wǎng)格生成
2.1.3求解
2.1.4CFDPOST后處理
2.1.5列車明線氣動特性
2.2基于STARCCM+的求解方法
2.2.1建立計算模型
2.2.2表面準備
2.2.3面網(wǎng)格
2.2.4生成體網(wǎng)格
2.2.5求解
2.2.6后處理
2.3湍流模型對列車氣動性能的影響
2.3.1幾何模型
2.3.2計算網(wǎng)格獨立性檢驗
2.3.3湍流模型
2.3.4離散格式及湍流模型對計算結果的影響
2.3.5列車氣動特性
2.3.6本節(jié)小結
2.4小結
參考文獻
第3章列車氣動外形減阻設計
3.1動車組新頭型優(yōu)選
3.1.1動車組氣動計算模型
3.1.2流場計算結果分析
3.2列車頭部細長比
3.2.1計算模型
3.2.2基本氣動力對比
3.3列車頭部剖面控制線
3.3.1列車模型
3.3.2列車頭部控制線形狀與基本氣動性能
3.4轉向架區(qū)域裙板優(yōu)化
3.4.1裙板延伸優(yōu)化模型
3.4.2裙板延伸優(yōu)化模型氣動力
3.4.3壓力分布
3.5轉向架區(qū)域隔墻優(yōu)化
3.5.1傾斜隔墻優(yōu)化模型
3.5.2氣動性能
3.5.3壓力分布
3.6小結
第4章列車頭型多學科優(yōu)化設計
4.1多學科優(yōu)化設計流程
4.1.1參數(shù)化幾何模型建立
4.1.2優(yōu)化設計變量選取及CATIA腳本程序修改
4.1.3氣動力優(yōu)化設計流程搭建
4.2頭型關鍵結構參數(shù)對氣動性能的影響及權重分析
4.2.1設計參數(shù)與氣動力相關性分析
4.2.2優(yōu)化設計變量對氣動力的影響
4.3小結
參考文獻
第5章表面改形減阻技術
5.1表面改形減阻方案
5.1.1非光滑凹坑結構
5.1.2非光滑凹槽/肋條結構
5.2減阻效果對比評估
5.2.1計算模型
5.2.2計算工況和條件
5.2.3不同形式非光滑結構對比分析
5.3單區(qū)域表面改形減阻評估
5.3.1轉向架區(qū)域
5.3.2風擋區(qū)域
5.4多區(qū)域表面改形減阻評估
5.5八編組氣動減阻效果評估
5.6影響機理分析
5.6.1剪切應力
5.6.2湍流黏度
5.6.3渦量
5.6.4局部對比
5.6.5小結
參考文獻
第6章風洞試驗驗證技術
6.1氣動力風洞試驗
6.1.1列車氣動特性的風洞試驗系統(tǒng)
6.1.2試驗設備和模型
6.1.3數(shù)據(jù)處理
6.1.4試驗結果
6.1.5小結
6.2氣動噪聲風洞試驗
6.2.1試驗設備與模型
6.2.2試驗內容與方法
6.2.3試驗數(shù)據(jù)處理
6.2.4試驗結果及分析
6.2.5小結
6.3動模型試驗
6.3.1試驗平臺原理
6.3.2動模型平臺測試系統(tǒng)
6.3.3試驗模型及測點分布
6.3.4動車組通過隧道壓力測量
6.3.5列車通過隧道時氣動載荷變化規(guī)律
6.3.6小結
參考文獻
第7章實車試驗驗證技術
7.1實車試驗與評估方法
7.1.1測試系統(tǒng)
7.1.2測點布置
7.1.3試驗實施與完成情況
7.2典型線路氣動載荷譜
7.2.1試驗概況
7.2.2秦嶺隧道群內大氣數(shù)據(jù)測試
7.2.3秦嶺隧道群司機室側窗玻璃氣動載荷
7.2.4小結
參考文獻