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高速列车尾车流线型参数对尾流扰动的影响
黄凤仪;黄天祥;盖杰;张洁;随着高速列车运行速度的不断提升，尾车流线型设计对尾迹流动特性及气动性能的影响日益突出。本文构建3种不同尾车横截面模型，采用数值仿真方法，研究了不同尾车横截面形态对尾迹流动结构及气动载荷的作用机制，揭示尾车几何参数与尾流气动效应之间的关系，对比分析了尾车阻力系数、升力系数、尾流压力分布、流动扰动衰减特征及轨旁与站台高度列车风峰值和最大临界值。研究表明：随着尾车外切角由9.1°增加至10.4°，尾车阻力系数和升力系数分别降低约1.61%和1.88%；当外切角减小至8.3°时，阻力系数和升力系数分别增大约1.49%和14.07%。尾流区气流堆积和局部压力随外切角减小而增大，扰动衰减更快，能量变化更为剧烈；外切角增大则使尾流扰动衰减缓慢，流场更加平稳。尾车轮廓形态对列车风最大临界值有显著影响，大外切角模型的列车风最大临界值明显降低，更有利于减弱近地面及站台区域气动扰动。尾车横截面形态显著调控尾迹流动及其气动特性，合理优化尾车流线型参数可有效降低尾车气动阻力，改善尾迹列车风，提升高速列车运行安全性。
高速列车车底离地间隙与转向架裙板气动仿真研究
于淼;王铁成;转向架作为高速列车的核心组成部分，其结构特性对列车整体气动性能具有显著影响。裙板的包覆以及车底底板的离地间隙直接影响列车明线气动性能。本文以某型高速列车为研究对象，采用定常数值仿真方法，研究了高速列车不同车底离地间隙和侧裙板包覆形式对列车气动性能的影响，分析半包覆裙板和全包覆裙板条件下不同车辆、不同部位气动阻力随离地间隙的变化规律，探究不同离地间隙与转向架裙板包覆形式下列车-转向架周围流场特征。研究表明：高速列车气动性能受离地间隙和转向架裙板形式的耦合作用影响。当采用半包覆裙板时，增大离地间隙有助于降低列车气动阻力；而当采用全包覆裙板时，离地间隙的改变并不会引起列车气动力的明显变化，整车气动阻力变化小于1.0%。此外，当裙板由半包覆改为全包覆时，尾车鼻尖点下方的漩涡结构由双漩涡形态转变为单漩涡形态，且漩涡尺度随离地间隙的增大而减小。本文明确了不同离地间隙下转向架裙板形式对高速列车明线运行时气动性能的作用机制，为优化列车外形设计、提升运行效能提供技术支撑。
基于双目视觉的列车车端相对位置关系测试系统开发
谭磊;聂颖;汪海燕;孙国栋;周舒佳;熊小慧;本文针对高速列车运行时的车端位置关系监测需求，考虑到单目视觉动态测量的局限性，开发了一套基于双目视觉的列车车端相对位置关系测试系统。测量系统主要包括双目摄像机、激光器和标定板。双目摄像机采用激光面阵技术与宽动态光学设计，搭载850 nm激光光源与工业级镜头，300万像素，该系统满足工业视觉中高分辨率的同时兼顾精度与实时性。激光器采用655 nm红色半导体光源，配备鲍威尔棱镜优化光斑均匀性，响应时间1 ms。标定板采用同心圆式，用于相机参数的高精度标定。本文重点考虑列车高速运行时车端位置关系中产生较大变化的Y方向偏移和Z方向偏转。系统精度的测量试验显示，Y方向偏移在50 mm位移条件下产生1.28%的误差，在110 mm位移时降低至0.12%;Z方向偏转在5°的偏转条件下产生0.6%的误差。列车过圆曲线模拟试验数据显示，系统在Y方向位移测量方面表现优异，从R500-C到R3000-C曲线半径范围内最大误差仅为2.17%，然而在R350-C工况下误差升至6.17%，这可能源于该工况下位移量接近系统量程极限所致。研究表明该测试系统能较为准确地监测列车车端相对位置关系，具有一定的工程指导价值。
高铁隧道压缩波实验装置及AMESim参数仿真探究
刘彬;郝彤彬;刘峰;本文设计了一种利用储气罐瞬间释放高压空气产生压缩波的简易实验装置，并基于AMESim软件建立了系统仿真模型，探究了模型中元件子模型的选取以及关键参数对压缩波波形的影响规律。仿真结果表明：气动腔子模型的影响可忽略；可调孔板的Perry模型更接近真实阀门特性；孔板后端连接管道及测点两端的气动管道均采用简单波动方程以表征变截面传播特性。基于10个孔板并联的仿真模型可知：压缩波的幅值及梯度随气动腔压力、可调孔板个数及孔径和后端连接管道管径的增大而上升；压缩波的幅值、上升梯度及频率随可调孔板开启时间、后端连接管道长度和气动管道管径的增大而下降。该模型为实验装置的设计提供参数影响依据，后续需通过实验数据进行验证并优化。
横风作用下重载铁路桥梁全封闭声屏障气动外形设计
张良山;于国旺;张润斌;尚培培;潘实;全封闭声屏障在铁路运输中是经济实效的降噪措施，在服役过程中多受横风侵袭。本文以重载铁路桥梁全封闭声屏障抗风优化为目标，建立了弧形、椭圆形、矩形圆角3种不同外形全封闭声屏障模型，匹配实际桥梁箱梁端面几何特征，基于三维稳态SST (shear stress transport) k-ω双方程湍流模型，研究了3种外形全封闭声屏障在8～12级横风作用下的气动特性。通过对全封闭声屏障表面压力分布、气动载荷系数侧向力系数、升力系数、倾覆力矩系数及流场演化的分析，揭示了横风作用下重载铁路桥梁全封闭声屏障外形与气动特性的内在关联。研究结果表明：不同风速下全封闭声屏障表面压力分布基本一致且气动载荷系数无明显变化；对于不同外形全封闭声屏障，在12级横风下，与弧形声屏障相比，椭圆形声屏障侧向力系数减小了63.9%，升力系数增大了15.7%，倾覆力矩系数增大了80.6%，而矩形圆角声屏障侧向力系数增加了34.4%，升力系数减小了64.5%，倾覆力矩系数增大了107.8%。研究结果为全封闭声屏障的抗风性能的提升提供了理论参考，具有重要的工程应用价值。
基于UAV的架空电线绝缘涂覆参数提取研究
吕启君;何林锶;张瑜;卿朝进;针对架空输电线路绝缘涂覆层厚度测量的重要性及其现有方法的局限性，本文提出一种基于无人机（unmanned aerial vehicle,UAV）雷达信号监测技术的新型测量方法。通过UAV搭载雷达信号监测技术，实现对绝缘涂覆层厚度的非接触式、快速、精确测量，有效克服环境因素的限制，并提高测量精度。本文详细介绍了雷达信号监测技术的原理、无人机测量系统的构建及其在实际应用中的有效性，为电力系统巡检和维护提供了新的技术支持，推动了无人机在电力行业的深入应用。
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1985年创刊
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