基于高斯過(guò)程的標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)車組車體氣動(dòng)性能評(píng)價(jià).pdf

1、我國(guó)高速鐵路網(wǎng)的逐漸建成，大幅度提升了列車速度，車輛自身的舒適性、安全性以及運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)性需要從技術(shù)角度得到保障。列車運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生氣動(dòng)效應(yīng)，氣動(dòng)效應(yīng)會(huì)影響列車運(yùn)行的速度、舒適度和安全性能，因此研究高速列車氣動(dòng)性能就成了必然的選擇。目前，各領(lǐng)域的專家學(xué)者采用試驗(yàn)、數(shù)值仿真等方法研究高速運(yùn)動(dòng)物體的空氣動(dòng)力學(xué)問(wèn)題，其中數(shù)值模擬仿真相對(duì)于其它試驗(yàn)方法，用時(shí)短，成本低，便于操作，可以提高工作效率。本文用模擬仿真對(duì)明線運(yùn)行的動(dòng)車組進(jìn)行氣動(dòng)性能分析和

2、評(píng)價(jià)。
　　第一，采用混合建模方法，借助CATIA軟件環(huán)境，構(gòu)建了動(dòng)車組仿真模型?；旌辖７椒ò▊鹘y(tǒng)建模方法和NURBS理論建模方法。傳統(tǒng)建模方法具有建模效率高的特點(diǎn)，NURBS理論建模方法可以保證復(fù)雜曲面的曲面質(zhì)量。采用B樣條曲線創(chuàng)建頭車車廂和司機(jī)室的截面形狀，通過(guò)一系列命令完成車廂和司機(jī)室建模，保證建模的高效性;鼻尖部分采用NURBS理論建模方法，創(chuàng)建鼻椎曲面的主流線，經(jīng)過(guò)加密控制線形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的小空間，再對(duì)各個(gè)空間進(jìn)行填充

3、，完成鼻椎部分建模，保證復(fù)雜曲面的質(zhì)量。最后在“Assembly Design”模塊中完成模型的裝配，構(gòu)建完整的動(dòng)車組仿真模型。
　　第二，運(yùn)用流體分析軟件STAR-CCM+對(duì)明線運(yùn)行的動(dòng)車組模型進(jìn)行仿真模擬。計(jì)算分析的動(dòng)車組模型進(jìn)行簡(jiǎn)化并采用3編組，采用不可壓縮N-S方程為控制方程和標(biāo)準(zhǔn)K-ω湍流模型。為了提高計(jì)算精度和計(jì)算速度采用Trimmer工具和Prism Layer Mesher工具劃分網(wǎng)格。仿真模擬不同動(dòng)車組模型，分析

4、計(jì)算氣動(dòng)阻力和氣動(dòng)升力。本文重點(diǎn)介紹運(yùn)行速度為350km/h、長(zhǎng)細(xì)比為4.8動(dòng)車組模型的仿真，其仿真結(jié)果是鼻尖最大壓力值為5552.0pa，氣動(dòng)阻力為17794.3N，頭部氣動(dòng)升力為-10468.31N。
　　第三，根據(jù)高斯過(guò)程原理評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)動(dòng)車組車體模型的氣動(dòng)阻力和氣動(dòng)升力，用以輔助傳統(tǒng)模擬仿真分析。文中采用高斯過(guò)程回歸方法建立評(píng)價(jià)預(yù)測(cè)模型，通過(guò)交叉驗(yàn)證獲得較為合理的氣動(dòng)性能與外形的關(guān)系，用誤差率和殘差說(shuō)明了評(píng)價(jià)模型的可靠性和合理