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| 內容簡介： |
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高速列车气动外形优化设计是轨道车辆节能降耗和运行品质提升的重要研究方向之一，也是目前交通行业的研究热点。我国国土面积大，覆盖高温、高湿、高海拔等多种地理环境条件，高速列车运行时面临着更为复杂的气动效应问题，这就需要从减阻、气压波、结构疲劳等多个方面去提升高速列车的设计水平和运行品质。本书从高速列车气动外形设计原理、气动外形系统减阻优化、新头型多学科优化设计、表面改形减阻技术、风洞试验技术、动模型试验技术、典型线路气动载荷等方面，阐述高速列车新头型设计及综合气动效应研究内容，全面、系统地概述了新头型及气动外形设计流程、高速列车综合气动效应相关的理论以及相应的分析方法。本书总结了高速列车气动外形优化设计领域中的理论研究、计算机仿真分析、多学科优化设计和实车试验验证方面的部分研究成果，还介绍了近年来国内外关注度较高的表面改形减阻技术等。本书建立了从理论基础到工程设计方法，再到最终工程设计的设计理念，便于读者轻松掌握高速列车新头型设计及系统减阻技术问题的研究方法。本书可以作为相关科研院所研究人员、高校师生等学习高速列车空气动力学的入门教程或参考书，也可以作为学习高速列车新头型设计及综合气动效应相关技术的入门教程或参考书。
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前言
第1章列车空气动力学基本理论
11流体力学基本概念
12计算流体力学基本概念
121CFD计算流程
122离散化
123流体力学的研究方法
13流体运动及换热基本控制方程
14湍流模型
15近壁面模型
16CFD求解计算的方法
161耦合求解法
162分离求解法
163SIMPLE算法
17网格简介
171结构化网格
172非结构化网格
173混合网格
18小结
参考文献
第2章列车空气动力学数值仿真技术
21基于ICEM和FLUENT的求解方法
211建立计算模型
212网格生成
213求解
214CFDPOST后处理
215列车明线气动特性
22基于STARCCM+的求解方法
221建立计算模型
222表面准备
223面网格
224生成体网格
225求解
226后处理
23湍流模型对列车气动性能的影响
231几何模型
232计算网格独立性检验
233湍流模型
234离散格式及湍流模型对计算结果的影响
235列车气动特性
236本节小结
24小结
参考文献
第3章列车气动外形减阻设计
31动车组新头型优选
311动车组气动计算模型
312流场计算结果分析
32列车头部细长比
321计算模型
322基本气动力对比
33列车头部剖面控制线
331列车模型
332列车头部控制线形状与基本气动性能
34转向架区域裙板优化
341裙板延伸优化模型
342裙板延伸优化模型气动力
343压力分布
35转向架区域隔墙优化
351倾斜隔墙优化模型
352气动性能
353压力分布
36小结
第4章列车头型多学科优化设计
41多学科优化设计流程
411参数化几何模型建立
412优化设计变量选取及CATIA脚本程序修改
413气动力优化设计流程搭建
42头型关键结构参数对气动性能的影响及权重分析
421设计参数与气动力相关性分析
422优化设计变量对气动力的影响
43小结
参考文献
第5章表面改形减阻技术
51表面改形减阻方案
511非光滑凹坑结构
512非光滑凹槽肋条结构
52减阻效果对比评估
521计算模型
522计算工况和条件
523不同形式非光滑结构对比分析
53单区域表面改形减阻评估
531转向架区域
532风挡区域
54多区域表面改形减阻评估
55八编组气动减阻效果评估
56影响机理分析
561剪切应力
562湍流黏度
563涡量
564局部对比
565小结
参考文献
第6章风洞试验验证技术
61气动力风洞试验
611列车气动特性的风洞试验系统
612试验设备和模型
613数据处理
614试验结果
615小结
62气动噪声风洞试验
621试验设备与模型
622试验内容与方法
623试验数据处理
624试验结果及分析
625小结
63动模型试验
631试验平台原理
632动模型平台测试系统
633试验模型及测点分布
634动车组通过隧道压力测量
635列车通过隧道时气动载荷变化规律
636小结
参考文献
第7章实车试验验证技术
71实车试验与评估方法
711测试系统
712测点布置
713试验实施与完成情况
72典型线路气动载荷谱
721试验概况
722秦岭隧道群内大气数据测试
723秦岭隧道群司机室侧窗玻璃气动载荷
724小结
参考文献
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| 內容試閱：
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高速列车气动外形优化设计是轨道车辆节能降耗和运行品质提升的重要研究方向之一，也是目前交通行业的研究热点。我国国土面积大，覆盖高温、高湿、高海拔等多种地理环境条件，高速列车运行时面临着更为复杂的气动效应问题，这就需要从减阻、气压波、结构疲劳等多个方面提升高速列车设计水平和运行品质。本书内容主要依托于高速列车综合节能关键技术与集成应用示范（“十二五”科技支撑项目）、基于“重量-阻力-动力”多目标均衡的综合节能技术研究（“十三五”先进轨道交通专项）、动车组客室气密性能变化规律研究（铁路总公司重大课题）、不同速度等级下隧道气动载荷谱以及车线隧空气动力学合理匹配关系（铁路总公司重大课题）和国家自然科学基金（51605397）、四川省科技计划2019YJ0227等科技研究项目。本书从高速列车气动外形设计原理、气动外形系统减阻优化、新头型多学科优化设计、表面改形减阻技术、风洞试验技术、典型线路气动载荷六个方面，阐述了高速列车新头型设计及综合气动效应研究内容，全面、系统地概述了新头型及气动外形设计流程、高速列车综合气动效应相关理论以及相应的分析方法。本书总结了高速列车气动外形优化设计领域中的理论研究、计算机仿真分析、多学科优化设计和实车试验验证方面的部分研究成果，还介绍了近年来国内外关注度较高的表面改形减阻技术等。本书建立了从理论基础到工程设计方法，再到最终工程设计的设计理念，便于读者轻松掌握高速列车新头型设计及系统减阻技术问题的研究方法。本书可以作为相关科研院所研究人员、高校师生等学习高速列车空气动力学的入门教程或参考书。本书全面介绍了高速列车气动外形优化设计相关的基础知识、软件操作方法和仿真试验应用实例。全书共7章，第1章主要介绍列车空气动力学基本理论，第2章主要介绍基于FLUENT和STARCCM+的列车空气动力学数值仿真技术，第3章主要介绍列车气动外形减阻设计，第4章主要介绍列车头型多学科优化设计，第5章主要介绍表面改形减阻技术，第6章主要介绍风洞试验验证技术，第7章主要介绍实车试验验证技术。本书主要由李明、李田、刘斌、司志强等编写，参与编写的还有孔繁冰、于淼、邵蓉、辛利平、解雪林、李腊、何玉平、余婷、杨素君、何智慧、王艳、张勇义、唐晨、魏红苹、万兴、蒲志琴、文生玲等。感谢梁习锋、杨国伟、张继业、郭迪龙、梅元贵、陈宝、张俊龙等人在本书编写中给予的指导和帮助。由于编者水平有限，书中难免有不妥、疏漏之处，欢迎广大读者对本书提出批评和建议，以便做进一步修改和补充。
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