400 km/h高铁隧道出入口缓解微气压波综合效果分析

为准确预测高速铁路隧道出口微气压波幅值,以三维、非定常、可压缩流动理论为基础,利用Fluent软件模拟时速400 km的列车驶入100 m2端墙式双线隧道时,分析列车在不同入口侧部开口缓冲结构、出口侧部开口缓冲结构及出口仰坡斜率下对出口微气压波的影响效应,并结合出入口缓冲结构综合分析微气压波联合缓解效果。结果表明:1)对出口微气压波峰值、出口缓冲结构、仰坡斜率进行相关性分析,结合辐射立体角公式线性拟合立体角变化趋势,得出立体角随缓冲结构开口率、洞门仰坡斜率的增大均呈现由急到缓的2段式上升曲线;2)数值分析得到在不同入口缓冲结构开口率下初始压缩波压力梯度变化规律和出口微气压波缓解效率规律,再结合隧道出口缓冲结构、仰坡斜率提出微气压波联合缓解效率预测公式,预测分析微气压波联合缓解效果在不同影响因素下的变化趋势;3)针对预测结果结合数值模拟验证工况进行误差分析,表明可以将出口立体角分析结果与入口缓冲结构缓解规律相结合。

400km/h高铁隧道出入口缓冲结构开口率对微压波影响研究

随着高速列车运行时速的提升,车-隧气动效应加剧、微压波超限问题愈发严重。以往研究表明,隧道洞口设置缓冲结构是解决微压波问题的有效手段之一,但是随着隧道长度增加、列车时速提升,仅以入口缓冲结构作为标准的设计方法存在一定局限性。并且国内外的研究重点更多集中在入口缓冲结构,对出口缓冲结构及隧道出入口均设置缓冲结构的设计方法研究相对较少。针对这一问题,利用控制容积法分析出口开口式缓冲结构的关键影响参数。基于LES湍流模型和动网格技术建立三维数值仿真模型,对关键参数的正确性做出验证。分析隧道出入口对称、非对称设置缓冲结构对微压波特性的影响,提出适用于单线和双线隧道的洞口开口式缓冲结构的设计方法。研究结果表明:1)隧道出口缓冲结构开口率是影响出口缓冲结构对微压波压力缓解效率的关键参数,开口率越大,微压波压力最大值越低;2)隧道入口以压力梯度为控制标准设置最优缓冲结构、隧道出口提高缓冲结构开口率的形式,在单线隧道缓冲结构设计中对微压波有更高的缓解率,出口缓冲结构开口率越大,对微压波压力缓解效率越高;3)双线隧道洞口开口式缓冲结构设计时,应当增加其总开口率,同时选择小面积、多个数的开口形式并在隧道出入口对称设置。

高铁隧道间断型缓冲结构的气动效应分析

随着高速铁路的快速发展,列车突入隧道所引发的气动效应问题愈发严重,在既有线路的提速改造中,为降低隧道出口微气压波的危害,提出一种新型隧道缓冲结构——间断型缓冲结构。基于三维、可压缩、非定常N-S方程,利用滑移网格技术及数值模拟的方法,对高速列车进入隧道全过程的气动效应进行模拟,分析初始压缩波的特性,从节数、节长、节间距、断面面积的4个方面进行研究,对比不同工况下的减缓效果,优化其设计参数。结果表明:间断型缓冲结构可以有效地降低初始压缩波压力梯度的最大峰值,减缓压力曲线上升的速度,但对压力最大值无明显影响;当间断型缓冲结构节数为3节、断面面积为150 m^(2)、节长为11 m、节间距为0.5 m时,降低效果最好,达到54.38%。

基于ALE方法的弹体入水硬质聚氨酯泡沫缓冲器降载性能分析

针对弹体高速入水过程中的降载问题,设计一种硬质聚氨酯泡沫缓冲器。基于霍普金森压杆实验技术,获取冲击载荷下硬质聚氨酯泡沫密度和应变率效应,构建其宏观本构模型。采用拉格朗日-欧拉流固耦合方法(ALE),建立弹体入水冲击数值仿真模型,验证所建本构关系及ALE方法的合理性,对加装缓冲器的弹体高速入水问题进行数值仿真计算,获得入水过程中硬质聚氨酯泡沫的动态破坏过程及弹体运动参数,从而分析硬质聚氨酯泡沫密度、厚度对降载特性影响规律,讨论不同入水速度下硬质聚氨酯泡沫参数的设计方法。研究结果表明:硬质聚氨酯泡沫动态力学性能应变率效应不明显,但密度效应明显,缓冲降载性能随硬质聚氨酯泡沫密度和厚度的增大而升高。

台阶开孔式缓冲结构对隧道气动效应分析

随着列车速度的不断提升,列车由明线驶入隧道所引发的微气压波问题变得日益突出,组合型式缓冲结构较单一型式缓冲结构能更好的缓解微气压波的影响,为了进一步减缓微气压波对隧道周边环境的影响,提出了台阶开孔式组合型缓冲结构。基于κ-ε两方程紊流模型(κ为湍动能,ε为耗散率),运用数值模拟的方法,从开孔距离、开孔率、开孔数量、开孔位置4个方面进行研究,对列车驶入隧道所引起的初始压缩波压力和压力梯度值进行具体分析,得出优化设计参数。台阶开孔式缓冲结构对初始压缩波压力最大值的影响较小,但对初始压缩波压力梯度值影响较大。当开孔距离为4 m、开孔率α为36%、开孔数量为2孔、开孔位置为顶部开孔时,为最优工况,对压力梯度的减缓效果达到了60.14%。

高速地铁隧道洞口及风井对压力波的影响研究

研究目的:地铁车辆由明线高速驶入隧道洞口和经过中间风井时,由于断面突变引起车厢内部压力剧烈波动,导致乘客不舒适,为解决该问题,本文使用三维可压缩黏性流体N-S方程和RNG k-ε两方程模型,研究不同中间风井位置和采取不同形式洞口缓冲结构工况对地铁隧道的空气动力学效应的影响。研究结论:(1)中间风井位置的不合理设置会导致膨胀波叠加使车厢内压力梯度不满足要求,可根据列车长度、列车运行速度等因素计算出中间风井的合理位置;(2)隧道洞口采取断面扩大型和喇叭型缓冲结构分别能使车厢表面压力梯度最大值下降29.3%和38.2%;(3)按照现行标准中人体舒适性的考核指标进行评价,140 km/h高速磁浮列车系统隧道口缓冲结构缓压段的长度设置为2倍的隧道断面水力直径更合理;(4)本文研究可以为优化高速地铁列车驶入隧道洞口时的气动效应问题提供参考。

400km/h高铁隧道组合型式缓冲结构泄压孔优化

国内外已有多条在建高速铁路隧道设计时速达到400km,随着列车速度不断提高,微气压波产生的负面效应愈发严重。相关研究及工程实践表明,单一型式缓冲结构缓解效果有限,而等截面扩大+帽檐斜切+泄压孔的组合型式缓冲结构对缓解微气压波具有更优良的效果。然而国内外对这种组合型式缓冲结构研究相对较少,为了使其满足更多实际场景的要求,针对其泄压孔几何参数进行优化仍具有一定的工程价值。针对这一问题,基于RNG k-ε双方程湍流模型,采用数值模拟和现场实测相结合的方法,从首个泄压孔边缘到帽檐的距离、开孔率、开孔数量和环向开孔位置4个方面开展研究,分析在采用不同泄压孔组合型式缓冲结构下的初始压缩波和微气压波的特征,提出组合型式缓冲结构泄压孔的最佳优化参数。结果表明:相对于首个泄压孔到帽檐的距离为8,16和24m时,当距离为4m时,组合型式缓冲结构对微气压波的缓解效果最佳;相对于开孔率α=24%,40%和48%的组合型式缓冲结构,当开孔率为32%时,缓冲结构对微气压波的缓解最佳;相对于设置2个或8个泄压孔,设置4个4m(横向)×2m(纵向)的泄压孔时,缓冲结构对微气压波的缓解效果最佳;在缓冲结构的环向位置上,在拱顶设置泄压孔,缓冲结构对微气压波的缓解效果最佳。

穿孔机顶杆循环装置液压控制系统的研究

设计穿孔机区域顶杆循环装置中顶杆小车油缸控制系统,对长行程高速重载液压系统油缸的速度、加速度、两腔液压力进行分析,对该类液压控制系统的运行机制、控制策略进行研究,进行了理论计算、仿真分析和实测验证,为类似工况液压控制系统的研究提供参考。

基于电涡流原理耐高速冲击缓冲器的性能分析与试验研究

缓冲器作为一种吸能元件广泛应用于轨道交通、航空航天以及船舶等行业,基于涡流原理研制出一种耐高速冲击电涡流缓冲器,并应用MAXWELL软件对影响电涡流缓冲器阻尼力的各参数进行仿真计算,通过冲击试验研究缓冲器动态性能及影响电涡流缓冲器阻尼力的关键因素,验证仿真计算结果的准确性,最终研制出一种新型的耐高速冲击电涡流缓冲器,并为后续缓冲器的结构设计提供理论和试验依据。

高速铁路城际动车组列车运行图缓冲时间研究

针对影响高速铁路城际动车组运输效率的列车运行图缓冲时间合理分布问题,以高速铁路城际动车组列车运行图缓冲时间确定因素为主要研究内容,采用对铁路运输组织基本原理的分析方法,得出具有周期性特征的高速铁路城际动车组列车运行图适宜采用具有全日列车运行时段缓冲时间呈总体均匀分布,部分时段呈局部集中分布的结论。

Linux的Ext2文件系统

介绍了Linux的基本文件系统Ext2。其中包括Ext2的核心概念i节点inode，超块Super block，块组Blockgroup，目录块Directory block。接着描述了Linux特有的虚拟文件系统(VFS)，它让Linux能灵活地处理多种文件系统。最后介绍了Ext2对高速缓冲区的处理技术。

一种网络备份系统的数据高速缓存方法

提出了一种网络备份系统的数据高速缓存方法,可用于本地数据带宽大于备份线路带宽的备份系统中,尤其是基于Internet的备份系统。该方法通过在本地服务器上部署高速缓存器来暂存服务器的变化数据,并在稍后通过备份线路将缓存的数据发送到远程服务器进行备份。

基于DDR2 SDRAM的高速大容量异步FIFO的设计与实现

为了解决高速实时系统中海量数据的缓存问题,提出了一种基于DDR2 SDRAM的高速大容量异步FIFO设计方案。首先介绍了DDR2 SDRAM控制器和片上FIFO的原理与实现方法,基于DDR2 SDRAM的高带宽和分时复用技术设计了FIFO控制器的工作机制,最后深入分析了FIFO控制器各部分的工作原理并对其进行了实验。经过测试,基于DDR2 SDRAM的FIFO实现了最高475MHz的总线速率,8～256位的总线位宽,2GB最大数据容量。该FIFO可以解决高速海量数据缓存的问题,在工程应用中有显著的参考价值。

5×1024×10高速核辐射能谱获取系统研制

在磁约束聚变实验装置的物理实验中,为了测量高温等离子体辐射的某特定能量区域的X射线或其他核辐射能谱的时、空分布,需要在托卡马克的极向和环向方向布置多台X射线探测器,每次放电可同时获得数十个能谱,为了不牺牲能谱中的重要信息(如线辐射),以及能量分辨的需要,要求每个能谱有1024道,每个谱采集的时间分为:40、80、160、240ms,可自由设定,每道容量16位,每次放电可同时获得50个能谱,可扩展到80个能谱。

高铁挡风墙端部2种缓冲结构的气动性能对比

为进一步保障大风地区高速列车行车安全,提出2种挡风墙端部气动缓冲结构,基于“马赛克”网格方法建立相应的三维全路程实尺CFD数值模型。通过将其与无缓冲结构工况进行对比,讨论2种缓冲结构的气动性能优劣,并从流场角度分别揭示其缓冲机制,最后,采用车辆多体动力学计算方法从行车安全角度验证最优方案的缓冲效果。研究结果表明:与无缓冲结构相比,渐变透风率缓冲结构能有效降低列车在经过挡风墙端部时的气动荷载变化幅度与变化速率,而三角形缓冲结构达不到相同效果;三角形缓冲结构达不到预期效果的原因在于线性增加的墙身高度导致车身两侧的涡流不对称;渐变透风率缓冲结构能够有效地缓解列车气动性能突变现象的主要原因在于能使列车的流场平滑过渡。

数字化超声仪器中的高速缓存设计

超声信号的采样过程中,大量的数据需要及时存储,以供后续的分析与处理。因内存存取速度的限制,在A/D转换速度较高的场合,采集的数字信号就有可能得不到及时存储,因此提高超声信号采样频率的关键就集中在内存的存取速度上。讨论了在目前的存储器条件下,以暂存高速数字信号为目的的高速缓存设计的几种常用方案,重点介绍了TI公司的先进先出(FIFO)器件SN74V293在数字化数据高速缓存中的应用。该器件可满足绝大多数的超声无损检测应用场合的要求。

振动信号采集系统中高速缓存的实现

本文主要讨论了以单片机为核心的振动信号采集系统的设计。介绍了几种实现高速缓存的方法,以及利用Intel8237制作一个DMA控制器,详细介绍了DMA传输的原理和条件,解决了DMA控制器和外部接口电路的设计问题,并且给出了DMA控制器的初始化程序。

低速CPU系统中高速采样与海量缓存的实现

高速数据采集在各工业领域有着广泛的应用,高速、高性能元器件价格昂贵,采购困难。在成本敏感、设计期限紧张的前提下,如何利用常见的元器件,既能满足采样速率的要求,又有较大的缓存空间,是设计人员经常遇到的问题。本文提出了一种高速采样与海量缓存的实现方法,该方法以低速器件的协调工作获得高速的采样率,并可以不受M CU速度与寻址空间的制约。根据本方法设计的电路总体工作频率不高,降低了对单个元器件性能的要求,电路的可靠性大为提高。

用于非制冷红外焦平面阵列的高速缓冲器

提出了一种用于非制冷红外焦平面阵列读出电路的高速缓冲器。阐述了该缓冲器的工作原理,并给出具体设计方案。采用Global Foundries 0.35μm混合模式CMOS工艺进行仿真,当负载电容为50pF,负载电阻为100kΩ,且输入信号为1.2~4.8V时,缓冲器的输出带宽大于10 MHz,工作功耗为8.86mW,表明该缓冲器具有大负载、超高速、大摆幅、高精度等特点。

多频连续波雷达自适应数据采集系统设计

目前应用于雷达的数据采集系统应用环境单一,不能满足宽领域的应用需求。一种基于FPGA和I2C总线的多路自适应采样系统既可以用于多频连续波雷达数据采集系统中,又适用于常规工业领域中的数据采集。将采样帧数据存入E2PROM并通过FPGA与E2PROM接口设计实现了多路数据采样率可编程方法,并提出了一种基于FPGA片上集成的高速FIFO实现采集数据的高速缓存。由于采样率由程序控制,因此该方案具有较强的灵活性,已成功应用于实际系统。