真空管道运输系统的参数化概念设计

真空管道运输系统(ETT)是下一代理想的陆地运输方式。系统的外型流线、遮挡系数对列车运行速度和噪声具有重要影响,直接关系到真空管道运输系统的安全性、经济性和舒适性。利用Pro/E参数化建模功能,最大限度地呈现ETT系统中包括头车、中间车和尾车、轨道以及管道等,并通过改变模型中各种参数,实现不同外形曲线和尺寸模型的生成,为系统在空气流场、振动应力场、气动噪声场等多场耦合作用下,优化设计合理的列车结构模型和管道系统提供依据。

真空管道运输系统的空气动力学分析及优化设计

高速列车在大气中行驶的最高经济速度很难超过400 km/h,真空管道运输将是陆上超高速的理想交通工具之一。以高速列车组为研究对象,基于Pro/E建立系统(ETT)的参数化模型。分析列车实际运行的边界条件,在FLUENT软件中,基于k-ε双方程湍流模型对系统的外流场、气动阻力场、速度场等耦合条件下进行数值模拟计算,研究管道压力、行驶速度、车头外形以及阻塞比等参数对其空气阻力、气动升力的影响规律。利用模糊多准则的评价模型对系统主要参数进行优化设计,为真空管道运输的可行性设计提供参考。

真空管道运输安全问题成因分析

本文就真空管道运输(ETT)系统的安全问题及其成因,从运行系统故障,磁浮车悬浮失效,车辆追尾和分叉区并线相撞,密封舱体失压,真空管道系统失效,洪水、降雪、飓风、地震和温差等自然灾害,以及火灾、恐怖袭击与战争等方面,进行了初步的探讨。分析认为,真空管道运输系统在遭遇安全事故时,多数情况下比飞机、汽车和火车都有更好的安全性,遭受损失更小,尤其是,它不造成系统外的第三方伤害。

真空管道运输——真空产业发展的新机遇

真空管道高速磁浮交通是一种即将问世的全新运输系统,其基本原理是,在地上或地下建设大型管道,管道中铺设磁浮轨道,并抽成一定真空,让磁悬浮车在此真空管道中无机械磨擦、无空气阻力地运行,速度可比任何汽车、火车和飞机都快。真空技术、设备和配件是真空管道运输系统必不可少的组成部分,而且在整个系统中占很大比重。真空管道运输系统的建设与应用,将给真空产业创造巨大的市场空间,是真空产业、真空科学与技术发展的新机遇。

真空管道运输在未来物流体系中的角色与定位

就真空管道运输实现以后,在未来物流体系中扮演的角色、定位,真空管道物流运输的特点、基本模式,真空管道货运车厢的设计与运行方式等进行讨论。研究认为:(1)真空管道运输将跟现有的水运、铁路、公路、航空运输业形成竞争,分流一定的货源;(2)真空管道运输是对现有运输方式的补充,虽然在部分功能上会发生替代,但是,真空管道运输不会取代铁路、公路、航空等运输方式;(3)真空管道货运车厢均须为全密封的,但不需要安装生命保障系统;(4)真空管道冷藏车厢的制冷系统在行驶过程中不允许跟管道真空环境进行气体交换,但真空环境是良好的绝热介质,在真空管道中运行的冷藏车厢恒温条件容易得到保证;(5)在规划设计真空管道运输系统时应考虑设置真空管道货运站。

一款基于真空管道运输技术的公共垃圾桶

随着科技日新月异的飞速发展,现代城市中人们之间的联系越来越紧密,朝着地球村的发展也越发迅速,在不久的未来各种公共设施都将实现大规模的系统化,联系紧密而有序,以方便更好的管理。为满足未来城市的高效便捷、绿色环保、系统化等要求,本文针对公共垃圾的清运问题,提出了一款基于真空管道运输技术的公共垃圾桶。

未来交通运输工具——真空管道运输系统的构想与展望

论述了真空管道运输系统的含义及产生背景，从研究现状、实现周期等几个方面进行了可行性分析，在具体设置真空管道运输系统时，对过渡舱、管道形式的设置、冷却装置及车厢漏气等问题提出了一些见解。由此可以相信，20～30年后，真空管道运输系统可以实现运营，在更远的将来，真空管道运输系统可以造福越来越多的人。

真空管道运输系统管道模型结构分析与实验内容

对真空管道运输（ETT）系统管道实验模型的整体结构和尺寸、主要功能部件的设置以及该管道实验模型建成后将进行的实验内容等进行了分析和介绍。

真空管道中阻塞比对列车空气阻力影响的数值研究

本文基于粘性流体的Navier-Stokes方程和k-ε双方程湍流模型,运用流体动力学数值仿真软件FLUENT对不同的真空管道阻塞比条件下,高速列车在不同运行速度下车体所受到的空气阻力进行数值仿真,得出真空管道内阻塞比对列车空气阻力的影响规律。研究结果表明:在真空管道内,阻塞比越大,列车所受到的空气阻力也越大;阻塞比较小时,阻塞比的变化对列车所受到的阻力的影响较小,但是当阻塞比较大时,列车所受阻力急剧上升;真空管道运输具有快速、高效的优越性。

基于动网格的真空管道高速列车阻力计算方法研究

运用流体动力学数值仿真软件Fluent,结合动网格技术,通过求解二维可压缩非定常Navier-Stokes方程,对考虑可压缩性的高速,超高速列车空气阻力与真空管道阻塞比,真空度的关系进行了数值模拟,研究分析了列车运行速度、真空度、阻塞比对列车运行空气阻力影响规律。研究的结果表明,真空管道内,阻塞比越小,真空度越高,列车运行阻力越小。而且阻塞比比较大时,管道半径的变化会引起阻力的强烈变化,但是阻塞比较小时,这种变化趋于缓和;低真空度时,列车空气阻力与阻塞比呈很好的线性关系,在真空度比较高时,这种线性关系减弱,且阻力与运行速度的平方呈现的也是近似的线性关系;处理好阻塞比、真空度、阻力的平衡关系是发挥真空管道运输潜力的关键。

真空管道运输创世纪——马斯克太疯狂

一、天方夜谭式的梦想向我们走来如今,令人听起来就像天方夜谭般的真空管道运输——超级高铁技术的推进,比原来预想的要快。美国新科技狂人马斯克2013年提出这个计划——车箱被置于'铝制胶囊'的合金管道之中,然后将管道抽至真空,再像发射炮弹一样将车厢发射至目的地。

真空管道HTS磁浮系统中振动耗能法电磁制动分析

为了实现高温超导(HTS)磁浮车的无接触的制动,本文提出一种基于振动耗能的电磁制动方法。在永磁轨道与磁浮车的悬浮气隙中增加一层固定在车体上的电磁线圈,以线圈通电的方式改变磁场分布而得到在轨道上方的磁场分布不均衡的效果。磁浮车体的运动方向上的动能将转化到与其运行垂直方向上的阻尼振动耗掉而使车体减速,其阻尼系数通过闭合线圈的方式改变。以真空管道中运行的HTS磁悬浮车为例,用理论分析得出所加电磁线圈的自阻值与外接电阻的阻值之和与耗能的关系,最后在西南交通大学真空管道HTS磁浮系统实验平台上实验验证了该方法的合理性与有效性,为将来的真空管道磁浮交通系统的设计提供参考。

真空管道中高温超导磁悬浮车运行时的振动能耗特性

当真空管道中的气压降到一定值时,其中运行的高温超导磁浮车所受到的空气阻力近似省略。那么磁浮车的运动方向上的动能会因为磁轨道上有接头或其它原因导致轨道上表面磁场的分布不平衡而转移到与运行垂直方向上的振动而损耗掉。对一个已设计好的轨道,其缺陷是不可避免的,文中讨论磁浮车在这种轨道上的动能损耗与磁浮车运行速度的关系。将一定真空环境中运行着的高温超导磁浮车的这种振动近似为弹簧的阻尼振动,然后根据高温超导体的特性及相应测量值来确定其刚度系数与阻尼系数,从而考虑其阻尼振动的动能损耗情况。模拟了三种振动产生方式的耗能情况,与实验结果相符合,表明了能耗规律及其在真空管道运输设计与应用中的参考价值。

真空管道中高速列车空气阻力数值仿真

基于粘性流体的Navier-Stokes方程和k-ε双方程湍流模型,运用流体动力学数值仿真软件FLUENT对高速列车在真空管道内不同工作压力,以及不同运行速度条件下车体所受到的空气阻力进行数值仿真,得出真空管道内工作压力对列车空气阻力的影响规律。研究结果表明:列车运行速度越大,随着工作压力的降低,空气阻力减幅越大;在同一运行速度下,随着工作压力不断降低,空气阻力的减幅也越大。

真空管道HTS侧浮系统中线性电机起动特性研究

为了使真空管道高温超导(HTS)侧浮列车获得更高的起动推力和运行加速度,提高列车高速运行时的稳定性,以真空管道HTS侧浮列车驱动系统为研究对象,建立了直线电机2D仿真模型,在此基础上,采用有限元软件仿真和设计实验,对不同次级下的电机起动推力及法向力特性进行了研究.研究结果表明:不同次级材质及厚度对列车运行有着明显影响,当列车以较高同步速度运行时,选择厚度为2 mm左右的工业纯铝作为电机次级,列车能获得较高的起动推力和加速性能,同时铝次级的低密度特性降低列车总重,并在悬挂方向上提供一定的悬浮力,提高了列车运行的稳定性.

真空管道中直线电机冷却方案研究

真空管道运输的可行性已经得到国内外专家的论证。但是作为其主要的推动力部件直线电机,在真空环境下工作所产生的热量累积是一个不可忽视的问题。为此,本文设计了两种不同的冷却方案,方案(a)和方案(b)。并利用FLUENT软件对这两种方案的传热性能进行计算和分析。结果表明,方案(a)的冷却性能比方案(b)优良。

真空管道车辆活塞风的气动特性与变化规律

活塞风是真空管道运输内流场的主要气动特征,掌握活塞风的基本特征和变化规律,是合理有效控制管道流场的基础.文中采用计算流体力学方法,结合动网格技术,分析、探讨了活塞风的产生机理,气动特性和真空度、阻塞比、行车速度等作用条件对活塞风的影响.研究发现管道中的空气在车辆行驶过程中会被压缩、膨胀,产生压缩波和膨胀波并对车辆的行车阻力产生影响;通过不同真空度、阻塞比和行车速度的系列组合计算,发现车辆的行车阻力会随着阻塞比的增大、压强的上升、速度的提高而变大,当速度提高到一个阈值时,车辆行车阻力的上升开始变缓.

真空管道磁浮列车救援动力学仿真分析

未来真空管道磁浮列车设计速度将在100-300 m/s,对于如此高速运行的列车系统,其救援方案必须完善,否则将会留下安全隐患造成重大的人员伤亡和严重的经济损失。而在诸救援中列车制动失效和管道失压将是未来真空磁浮列车安全运行首要研究的因素。本文以牛顿第二定律为依据,通过对分析模型得到的基本关系方程的推导、求解,从而推导出列车在拦阻索减速制动过程中,其拦阻位移、拦阻力和列车初速度三者之间的基本关系式,同时也推导出管道失压过程中,列车安全运行所需相邻闸门之间距离、管道阻塞比和真空度三者之间的关系式.在MATLAB环境下对以上关系式进行仿真分析,我们得到制动失效时拦阻力、列车初速度和拦阻位移三者之间的优化值;同时也得到管道失压时相邻真空闸门之间距离、管道真空度和管道阻塞比三者之间的优化值。以上仿真优化值将为真空管道列车系统设计提供理论依据。

真空管道结构模拟试验系统研制与试验验证

为研究真空管道运输系统管道结构在真空度和温度载荷作用下的结构力学问题,应用相似理论制作了应力相似比为1的真空管道模型,研制了真空管道结构模拟试验系统。系统由模型管道、真空系统、温度控制系统和数据采集系统4个子系统构成,具备真空度-温度耦合环境的模拟能力。在真空度0~95 kPa、温度30~60℃范围内,可以对真空管道结构力学性能开展试验研究。应用该系统完成了2组测试试验,结果表明,模型管道的结构应力与真空度和温度均呈线性递增关系;真空度和温度对管道结构的作用效果相互独立,对管道横截面不同位置的作用效果差异较大。试验系统实现了对真空管道运行环境的模拟和管道结构力学行为的监测,提供了真空管道力学行为的一种试验方法,为其在水土压力、列车运行载荷等更复杂条件下的力学性能研究奠定了基础。

低真空管道高速磁浮铁路桥梁结构关键技术的探讨

真空管道高速交通作为一种新型的交通运输系统,已成为世界各国研究的热点和行业重点发展方向。以目前国内外文献主要围绕的真空管道压力、阻塞比、气动阻力、磁浮体系和车体等方面行业现状的研究为基础,结合中低速、高速磁浮设计规范及设计理念,对桥梁结构影响较大的管道结构、管道材料、温度荷载、疲劳荷载等低真空管道高速磁浮铁路桥梁结构中存在的主要问题进行了初步探讨。