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高速列車氣動外形優化設計/軌道車輛研發前沿技術叢書

  • 作者：李明//李田//劉斌//司志強|責編:連景岩//丁鋒
  • 出版社：機械工業
  • ISBN：9787111672883
  • 出版日期：2021/03/01
  • 裝幀：平裝
  • 頁數：253
人民幣：RMB 99 元      售價：元
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內容大鋼
    高速列車氣動外形優化設計是軌道車輛節能降耗和運行品質提升的重要研究方向之一，也是目前交通行業的研究熱點。我國國土面積大，覆蓋高溫、高濕、高海拔等多種地理環境條件，高速列車運行時面臨著更為複雜的氣動效應問題，這就需要從減阻、氣壓波、結構疲勞等多個方面去提升高速列車的設計水平和運行品質。
    本書從高速列車氣動外形設計原理、氣動外形系統減阻優化、新頭型多學科優化設計、表面改形減阻技術、風洞試驗技術、動模型試驗技術、典型線路氣動載荷等方面，闡述高速列車新頭型設計及綜合氣動效應研究內容，全面、系統地概述了新頭型及氣動外形設計流程、高速列車綜合氣動效應相關的理論以及相應的分析方法。本書總結了高速列車氣動外形優化設計領域中的理論研究、電腦模擬分析、多學科優化設計和實車試驗驗證方面的部分研究成果，還介紹了近年來國內外關注度較高的表面改形減阻技術等。
    本書建立了從理論基礎到工程設計方法，再到最終工程設計的設計理念，便於讀者輕鬆掌握高速列車新頭型設計及系統減阻技術問題的研究方法。本書可以作為相關科研院所研究人員、高校師生等學習高速列車空氣動力學的入門教程或參考書，也可以作為學習高速列車新頭型設計及綜合氣動效應相關技術的入門教程或參考書。
作者介紹
李明//李田//劉斌//司志強|責編:連景岩//丁鋒
目錄
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
    1.2.1  CFD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
  1.6  CFD求解計算的方法
    1.6.1  耦合求解法
    1.6.2  分離求解法
    1.6.3  SIMPLE演算法
  1.7  網格簡介
    1.7.1  結構化網格
    1.7.2  非結構化網格
    1.7.3  混合網格
  1.8  小結
  參考文獻
第2章  列車空氣動力學數值模擬技術
  2.1  基於ICEM和FLUENT的求解方法
    2.1.1  建立計算模型
    2.1.2  網格生成
    2.1.3  求解
    2.1.4  CFD-POST后處理
    2.1.5  列車明線氣動特性
  2.2  基於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  面網格
    2.2.4  生成體網格
    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  轉向架區域裙板優化
    3.4.1  裙板延伸優化模型
    3.4.2  裙板延伸優化模型氣動力
    3.4.3  壓力分佈
  3.5  轉向架區域隔牆優化
    3.5.1  傾斜隔牆優化模型
    3.5.2  氣動性能
    3.5.3  壓力分佈
  3.6  小結
第4章  列車頭型多學科優化設計
  4.1  多學科優化設計流程
    4.1.1  參數化幾何模型建立
    4.1.2  優化設計變數選取及CATIA腳本程序修改
    4.1.3  氣動力優化設計流程搭建
  4.2  頭型關鍵結構參數對氣動性能的影響及權重分析
    4.2.1  設計參數與氣動力相關性分析
    4.2.2  優化設計變數對氣動力的影響
  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  單區域表面改形減阻評估
    5.3.1  轉向架區域
    5.3.2  風擋區域
  5.4  多區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
    6.1.2  試驗設備和模型
    6.1.3  數據處理
    6.1.4  試驗結果
    6.1.5  小結
  6.2  氣動雜訊風洞試驗

    6.2.1  試驗設備與模型
    6.2.2  試驗內容與方法
    6.2.3  試驗數據處理
    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  試驗平台原理
    6.3.2  動模型平台測試系統
    6.3.3  試驗模型及測點分佈
    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
    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據測試
    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

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