受电弓空气动力学模型及风洞试验研究

本文简要介绍电力机车受电弓空气动力学模型的建立和气动力学的分析计算方法；介绍实际受电弓气动力风洞试验方法和试验结果。初步的研究表明，理论计算与风洞试验结果基本吻合。

探讨通过水流模型试验进行高速列车空气动力学研究的可行性

高速列车是铁路现代化的重要标志之一。为在我国发展高速铁路,首先必须进行相应的科学研究,其中一个关键问题是测定并改善高速列车的空气动力特性。本文首先剖析了在风洞中进行高速列车空气动力特性试验存在的困难和问题,进而论证了在拖池中以水作为工作流体进进试验的可行性及优越性,同时也指出了水流模型试验中需要注意的几个关键技术问题。

典型覆冰导线空气动力学特性数值和试验模拟

输电线路覆冰舞动是由覆冰导线气动力引起的,因此了解覆冰导线的空气动力学特性是研究其舞动的关键因素。为此,结合覆冰导线空气动力学特性的研究现状,采用Spalart-Allmaras(SA)湍流计算模型和ADINA有限元软件对不同覆冰厚度的典型新月型、翼型、扇型和D型覆冰导线的升力系数、阻力系数及扭矩系数等空气动力学参数进行了系统研究。利用流场压力分布特性对空气动力学参数随攻角变化出现的尖峰突跳现象进行了分析。结果表明,数值模拟与试验结果具有较好的一致性,覆冰导线空气动力学参数仅与导线规格、覆冰厚度、覆冰类型和攻角有关,受测试风速影响较小。随着导线覆冰厚度的增加,覆冰导线空气动力参数曲线负斜率和变化率变大,即线路起舞阈值降低,发生舞动的可能性增大。

铁路隧道缓冲结构空气动力学特性的试验研究

为了研究高速列车进入隧道时在隧道内所产生的空气动力学问题,开发了一套以压缩空气作为动力来驱动列车模型的缩尺模型试验装置。通过模型试验系统对高速列车突入带开口型入口(即缓冲结构)隧道所产生的复杂压力场进行模拟,通过分析模型试验结果中的压力及压力梯度曲线所表现的规律,对该类型入口削减隧道入口处的最大压力和最大梯度值的效果进行了研究,其削减效果依赖于其各自的特征参数。最后,通过理论推导和模型试验,得到了开口型缓冲结构的最小长度的计算公式。

空气动力学动态模型试验装置

空气动力学动态模型试验装置Ｔ．Ｊｏｈｎｓｏｎ（英）铁路空气动力学大体上是一门研究列车物理过程的学科。该物理过程控制着由列车运动本身或列车运行与自然风共同在列车周围产生的气流场。当列车通过隧道或车站时，所产生的气流和压力对列车的作用具有实际意义。在列车...

现代试验设计及其在空气动力学中的应用进展

科学的试验设计方法能够显著提高学术研究和工业生产的质量和效率。以空气动力学试验设计为背景,介绍了现代试验设计方法的研究进展:总结了风洞试验中单因子试验设计方法 OFAT(One Fact at A Time)和现代试验设计方法MDOE(Modern Design Of Experiments)在试验目的、组织策略和试验结果 3个方面的区别,分析了现代试验设计方法的优势;从试验样本选取、模型建立和结果分析3个方面梳理了现代试验设计方法的现状,着重介绍了试验设计中的填充设计和序贯设计两大类试验样本选取方法;对所述试验设计方法进行了算例演示;讨论了当前存在的一些关键科学问题和未来研究方向。

空气动力学验证模型与CFD-风洞数据相关性

通过研究巡航马赫数0.85的新一代远程商用飞机,证实风洞试验中模型的机翼变形和模型的支撑系统会改变飞机附近的流动状态,对模型气动数据的测量具有明显的影响。研究结果以及对AIAA国际阻力预测研讨会的综合分析表明,使用风洞试验数据进行计算流体力学(CFD)软件的验证时需要对其间的数据相关性问题给予格外的重视。本研究中使用了中国航空研究院(CAE)设计的具有大展弦比超临界机翼及尾吊式发动机的空气动力学验证模型(CAE-AVM),采用了数值优化和反设计相结合的设计方式。其巡航构型CAE-AVM和高升力构型AVM-HL的吹风模型分别在德国荷兰风洞DNWHST和LLF进行了试验,通过同步测力、测压、测变形及测转捩,得到了详细的CFD验证专用数据集。对是否包含变形机翼和支撑的三种构型进行了CFD计算并与风洞试验进行对比,建立了CFD计算结果与风洞试验数据之间的相互关系。在此基础上组织了CAE-DNW首届CFD-风洞试验相关性国际研讨会,对于在CFD验证中应该考虑试验模型变形和风洞支撑的影响取得了共识。

中国列车空气动力学研究进展

论述了列车空气动力学研究方法:数值模拟计算、风洞试验、动模型试验和在线实车试验;讨论了几种典型列车的空气动力性能:中华之星高速列车、双层集装箱货运列车、磁浮高速列车;建立了列车交会压力波、线间距、安全退避距离的理论关系式;研究了列车流线形外形与气动性能的关系:流线形头形、车身截面外形、列车编组方式、车体表面以及影响气动性能的受电弓导流罩、外风挡、底罩及裙板、导流板等主要部件,介绍了研制流线形列车车体的成套技术及全面推广应用情况;研究了隧道-列车耦合空气动力特性;论述了为既有线5次大提速、百里强风区的兰新铁路解决的列车空气动力影响行车安全问题。

航空器带动力自主控制模型飞行试验技术研究进展

模型飞行试验是空气动力学研究的重要手段之一。近年来,带动力自主控制航空器模型飞行试验正逐步成为新型飞机研发中低成本、低风险的一种空气动力学关键技术研究及气动布局演示验证的有效技术途径。本文介绍了国外航空器模型飞行试验发展趋势及主要应用,结合中国空气动力研究与发展中心近年发展建立的航空模型飞行试验平台,描述了系统基本构成,分析了相关关键技术,提出了今后的发展方向。

对房屋通风模型选取的试验研究

本试验的主要目的在于探讨如何找到合理的替换模型以及替换模型的各项参数如何选取能够满足替代原模型的要求。空气动力学的研究与实验的精确性是密不可分,因此,对提高试验精度的研究探讨十分有意义。

大型漂浮式风电装备耦合动力学研究:历史、进展与挑战

风电是可再生能源的主力军,在优化能源结构、缓解气候变化方面发挥着重要作用.经过数十年的发展,风电装备逐渐向大型化和离岸化方向发展,并由此形成“由陆向海,由浅入深,由固定式向漂浮式”的演变之路.在水深大于50米的深远海域,采用漂浮式支撑基础搭载大型或超大型风电机组是兼顾技术可行度和成本优势的理想选择.如今,大型漂浮式风机已成为下一代深远海风能大规模开发的主力装备,是深化海洋风能开发的先导战略性高端装备,是风电领域的研究热点和技术高地.本文围绕大型漂浮式风电装备耦合动力学问题,综述了国内外浮式风电技术的发展历程和研究现状,结合作者团队多年的研究与实践经验,介绍了浮式风机耦合动力学及其优化控制中的基础问题与研究现状,总结了现阶段浮式风机耦合动力学研究中的困难与挑战,为浮式风电研究人员提供参考.

高速列车模型试验装置及相似特征分析

为了解决高速列车进出隧道引起的空气动力学问题,基于对目前国内外高速列车模型试验研究现状的分析,建立了模型列车速度可达100m/s的压缩空气式高速列车模型试验系统,并导出了模型试验的相似准则.利用该试验系统对高速列车进出隧道产生的压缩波进行了测试,并将测试结果与数值模拟结果进行比较,验证了相似准则的正确性.

高速列车通过隧道时压力波动过程的模型试验

文章通过模型试验对高速列车通过隧道时产生的复杂压力场进行了模拟 ,并对试验结果中的压力及压力梯度曲线进行了分析 ,将其中的压力波动情况和列车的运行情况相结合 ,较为清晰地对这一过程进行了描述和解释。

缩比模型演示验证飞行试验及关键技术

首先介绍了国内外缩比模型验证机飞行试验及其应用情况,总结了模型飞行试验的四大研究领域:气动布局演示验证、气动力飞行试验、危险边界飞行试验、新概念新技术演示验证试验;其次,分析了模型飞行试验在带动力自主飞行、模型快速结构设计与制造、模型动力系统设计与测试、飞行控制设计与测试、高精度测量与气动参数辨识等关键技术领域的发展趋势,并给出了中国空气动力研究与发展中心在这些技术方面的部分研究结果;最后,对模型飞行试验的未来发展方向进行了展望。

EQ1092型载货车加装气动附加装置的模型风洞试验研究

在KD－3型低速风洞中采用1∶10的EQ1092汽车模型进行风洞测力试验；研究了对 该模型底部、车箱两侧作平整处理，装前阻风板，驾驶室与货箱间圆滑过渡等改型方案对其 气动特性的影响。结果表明，加装适当的空气动力学附加装置能有效地提高汽车的气动性能 ，加装形状合适的阻风板能降低空气阻力625 ％，各附加装置的组合使EQ140汽车模型的 空气阻力系数下降119 ％。

人椅组合模型肢体气动特性和局部气动载荷跨超声速风洞试验研究

为了研究弹射过程中人体肢体的气动特性和防护方案的有效性 ,在 1 .2m×1 .2m跨超声速风洞中进行了人椅组合模型肢体测力和局部压力测量试验研究 ,试验的M数范围为 0 .4～ 2 .0 ,迎角范围为 5°～ 30° ,侧滑角范围为 0°～ 90°。结果表明 ,这次试验是成功的 ,所研究的防护装置都是有效的 ,侧滑使背风侧肢体被吹开的趋势增强 。

模型自由飞试验的可靠性问题初探

在飞行器气动力汽动热的各种研究方法中，由于模型自由飞试验的涉及面最广、技术最复杂、影响因素最多、风险最大──摸型直接在自由大气中飞行，因而其可靠性问题更显尖锐。本文提出了模型自由飞试验的可靠性定义；强调指出研究模型自由飞试验的可靠性问题之根本目的在于提高其经济性、试验效率和安全性；较为详细地剖析了影响模型自由飞试验可靠性的１７个主要因素──在制定模型自由飞试验研究的总体方案／各分系统方案，以及在整个模型自由飞试验研究工作的进程中，它们都是不容忽视的重要技术环节。

中小型风洞汽车模型试验地板设计的新方法

本文介绍了一种适合中小型风洞开展汽车模型试验的开槽吸气地板的设计新方法。风洞试验结果表明,这种地板不仅能显著降低地板附面层厚度,而且对风洞原流场干扰甚微。与国内现有的风洞地板相比,这种地板颇具特色,值得推广。

“模型飞行试验”专栏引言

模型飞行试验（又称“模型自由飞”是空气动力学研究三大手段之一,在飞行器研制及空气动力学科发展中有着不可替代的作用.著名科学家钱学森在规划我国空气动力技术能力和研究途径时多次强调其重要性,曾指出,“我们发展自己的飞机,要发展模型自由飞这种办法,解决风洞吹风不易解决的气动问题”.经过多年建设发展,我国风洞试验和数值计算能力已跻身世界先进行列,但模型飞行试验手段发展相对滞后,成为气动试验能力的短板.