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| 1 | 真空管道交通列车气动阻力数值分析显示文摘高速铁路进一步提速会面临巨大能耗、气动噪声和横风失稳等问题,构建真空环境形成管道运输可以很好地解决以上运营问题。依据最小空间尺寸计算克努森数判断真空管道内流体流动状态,考虑三维非定常可压缩效应建立列车和真空管道耦合的真空空气动力学计算模型,分析列车运行速度、真空管道真空度、阻塞比和环境温度对列车气动阻力的影响。研究表明,列车运行气动阻力与运行速度成抛物线递增关系,与管道压力成线性递增关系,与阻塞比成线性递增关系,与环境温度成线性递增关系;列车运行速度越高,真空管道真空度越低,阻塞比越高,环境温度越高,列车运行气动阻力越大。研究成果为克努森数特征长度的取值、真空管道内流体流动状态的判断、真空空气动力学数值计算的开展和真空管道交通列车气动阻力的分析提供理论依据。 | 黄尊地 梁习锋 常宁 | 2019 | 机械工程学报2019，55，8： | 21 |
| 2 | 真空管道交通列车外流场仿真算法分析显示文摘列车运行阻力激增、气动噪声加剧和横向运行失稳等问题严重影响既有高速铁路的进一步提速,构建真空运营环境可以有效解决这些问题。基于有限密闭空间的真空空气动力学数学理论、仿真和试验分析,建立三维静态和动态模型,对四种算法进行系统的对比分析,得出真空管道交通列车外流场仿真算法的合理性设置。研究表明,列车和管道中间气体的三维效应、压缩效应和非定常效应对列车外流场影响显著。研究结果为真空管道交通仿真分析提供理论依据. | 黄尊地 梁习锋 常宁 | 2018 | 工程热物理学报2018，39，6： | 7 |
| 3 | 真空管道磁浮列车救援动力学仿真分析显示文摘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。 | 陈绪勇 赵立峰 马家庆 刘元森 赵勇 | 2013 | 真空科学与技术学报2013，33，11： | 6 |
| 4 | 真空管道HTS磁浮系统中振动耗能法电磁制动分析显示文摘为了实现高温超导(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。 | 马家庆 周大进 赵立峰 梁纲 张勇 赵勇 | 2015 | 真空科学与技术学报2015，35，2： | 4 |
| 5 | Design consideration of a super-high speed high temperature superconductor maglev evacuated tube transport (I)显示文摘The super-high speed high temperature superconductor (HTS) maglev evacuated tube transport (ETT) is a promising transport mode for the future. As a key component of the HTS maglev vehicle, the permanent magnet guide-ways (PMGs) with different geometrical configurations and iron yoke widths are analyzed by finite element method (FEM). The levitation force of a single onboard HTS maglev device over the designed PMG at different field cooling heights (FCH) is measured by magnetic levitation measurement system. Based on the designed PMG and experimental results, a preliminary scheme of subterranean super-high speed HTS maglev ETT is described in this paper. The HTS maglev ETT is mainly composed of an evacuated tube, HTS maglev vehicle, PMG, propulsion system, station, emergency rescue system, etc. In addition, a subterranean tube that consists of foundation tube and vacuum airproof layer is introduced. In order to convert the stress caused by the air pressure difference between inside and outside of the vehicle, a multi-circular vehicle body is designed. The vehicle is driven by a linear motor propulsion system under the control of a ground controlling system. The scheme of long-distance super-high speed passenger transportation is accomplished by the connection of different vehicles. | Jing JIANG Xue BAI Lei WU Yong ZHANG | 2012 | Journal of Modern Transportation2012，20，2： | 4 |
| 6 | 真空管道交通——人类交通困境的有效解决途径显示文摘汽车、火车、飞机和轮船是现代文明的重要组成部分,但也是全球温室气体效应、气候变暖、大气污染、噪声污染、海洋污染的主要污染源,是石化能源的最大消耗者。其中汽车交通事故每天制造大量伤亡,严重威胁着人类生命安全。真空管道交通因其超高速、极低能耗、极低污染、极低噪声和相对安全等特性,建设成本不高,建成后可承担大部分长距离客货运输任务,降低长途汽车、火车和飞机的使用比重,从而可望从根本上有效解决人类交通困境。 | 张耀平 | 2015 | 真空2015，52，5： | 4 |
| 7 | 高温超导磁浮系统中的振动耗能法制动分析显示文摘为了实现磁浮车的无接触的制动,本文提出一种振动耗能的方法.该方法通过人为使得轨道磁场分布不均衡,从而将运行磁浮车体运动方向上的动能转化为与其垂直方向上的阻尼振动,以消耗运行车体的动能并使车体减速.文中忽略空气阻力,采用理论分析与计算机仿真的方法讨论了轨道磁场分布不均对车体振动特性的影响.最后在西南交通大学真空管道高温超导磁浮系统实验平台上实验验证了该方法对车体运行速度的影响,为将来的真空管道磁浮交通系统的设计提供参考. | 万潇 周大进 赵立峰 陈绪勇 张勇 赵勇 | 2014 | 低温物理学报2014，36，6： | 2 |
| 8 | 低真空管道内侧壁面压强变化规律研究显示文摘既有高速铁路进一步提速受限,构建低真空管道运行超高速列车的发展趋势日益明显。建立低真空管道和超高速列车的耦合模型,采用三维、非定常、可压缩湍流算法,运用滑移网格技术,分析列车运行速度、真空管道真空度、阻塞比和环境温度对管道壁面压强的影响。研究表明,同一列车运行速度、同一低真空管道的真空度、横断面积和环境温度下,管道壁面同一横断面和纵断面的测点压强变化规律一致,但压强波动幅值和响应时间不同。低真空管道壁面压强幅值与管道环境压强成线性递增关系,与运行速度的二次方成正比,与阻塞比成线性递增关系,基本不受温度影响;真空管道真空度越低,运行速度越高,阻塞比越大,低真空管道壁面压强波动幅值越大。 | 黄尊地 常宁 杨铁牛 | 2020 | 真空科学与技术学报2020，40，12： | 2 |
| 9 | An Aerothermal Study of Influence of Blockage Ratio on a Supersonic Tube Train System显示文摘Evacuated tube transportation is an important development direction for the high-speed transportation technology of the future.However,a train running at supersonic speed in a closed tube can create an unstable aerothermal phenomenon,causing the temperature to rise sharply inside the tube and endangering the safe operation of trains and equipment.The blockage ratio is one of the key factors affecting the aerodynamic characteristics in the tube.In this paper,a 2 D axisymmetric model and Delayed Detached Eddy Simulation(DDES)based on the Shear Stress Transport(SST)k-ωturbulence model are used to study the aerothermal environment in the tube.The calculation method used in this paper was verified by a wind tunnel experiment.The aerothermal phenomenon and distribution of the flow field in the tube with different blockage ratios were compared and analysed.The results show that the aerothermal environment is significantly affected by the blockage ratio.A choking limit formed in the flow field will aggravate the aerodynamic phenomenon as the blockage ratio increases,which further deteriorates the aerothermal environment of the tube.Moreover,the existence of the choking limit,shock wave,and Mach disk make the flow field in the tube more complicated. | SUI Yang NIU Jiqiang YUAN Yanping YU Qiujun CAO Xiaoling WU Dan YANG Xiaofeng | 2022 | Journal of Thermal Science2022，31，2： | 2 |
| 10 | 真空管道车辆、管道与支撑梁垂向动力学性能研究显示文摘为了研究真空管道车辆与管道-支撑梁之间的垂向耦合动力学性能,文章建立了带二系悬挂的十自由度管道车辆模型和车辆与管道-支撑梁之间的垂向运动平衡方程;采用Newmark法对运动方程进行分离迭代,求解出车辆与管道-支撑梁的垂向动力学参数,并与德国ICE高速车辆进行对比分析。分析结果表明,真空管道车辆和管道-支撑梁的垂向动力响应满足要求,其结果满足德国ICE高速车辆舒适度要求并小于管道-支撑梁垂向参数限制;在车速大于500 km/h的超高速运行条件下,真空管道车辆比磁悬浮列车的垂直动力响应更小,系统更为平稳。该文研究结果为优化配置车辆和管道的动力学参数、降低线路成本以及提高真空管道车辆安全性和舒适性提供了一定的参考。 | 杨易 章佳文 王卫成 陈海媚 | 2020 | 合肥工业大学学报(自然科学版)2020，43，10： | 2 |
| 11 | 真空管道结构模拟试验系统研制与试验验证显示文摘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。 | 陈瑞祥 孙振川 吕乾乾 杨振兴 | 2020 | 真空科学与技术学报2020，40，9： | 2 |
| 12 | 真空管道磁悬浮列车气动特性及激波效应三维研究显示文摘近年来,真空管道列车系统以其减阻降噪、高速运行的特点成为高速列车新的研究方向。真空管道列车运行环境复杂多变,对管道内部气动特性及流场结构的研究在真空管道列车的设计和优化中尤为重要。研究基于SST k-ω湍流模型及大涡模拟方法,采用三维数值模型对阻塞比为0.15的真空管道磁悬浮列车系统在马赫数为0.490~0.980的来流条件和0.3~0.1 atm的管道压力下进行稳态和非稳态模拟,得到列车周围外部流场的气动特性,详细阐述了列车尾流激波的形成和传播。根据不同来流马赫数和压力条件将流场分为3类典型工况,并沿流动方向将流场分为5个区域分析流场特性。结果表明,随着来流马赫数从0.490增加到0.654,尾车肩部开始出现激波。随着来流马赫数进一步增加至0.817,尾流区域出现斜激波、“X”型激波结构等复杂流动现象,不同来流马赫数条件下跨声速流场中的气流马赫数分布相似,压力系数呈现梯度分布。激波与尾涡、边界层相互干涉与融合,成为尾流流场的主要结构。研究成果可为真空管道列车不同来流速度和不同真空度情况尾流激波抑制以及气动阻力优化设计提供工程指导。 | 陈雨成 秦斌 梁习锋 | 2023 | 铁道科学与工程学报2023，20，2： | 1 |
| 13 | Aerodynamic Design of a Subsonic Evacuated Tube Train System显示文摘The so-called Evacuated Tube Train(ETT)is currently being proposed as a high-speed transportation system potentially competitive with airplane transportation.Aerodynamic resistance is one of the most crucial factors for the successful design of an ETT.In the present work,a three-dimensional concept ETT model has been elaborated.The aerodynamic characteristics of the subsonic ETT have been numerically simulated under different conditions.The train’s running speed varies from 600 km/h up to 1200 km/h,and the blockage ratio is in the range between 0.1 and 0.3.As the blocking ratio and running speed increase,the resistance of the head car increases greatly,while the resistance of the middle car changes slightly.The aerodynamic resistance of the tail car is affected by the shock wave emerging in the wake flow.Two different design criteria for the maximum allowed aerodynamic resistance are proposed for aerodynamic parameter matching.With an increase in the blockage ratio and running speed,the atmospheric pressure in the tube should be decreased to achieve a balance. | Tian Li Xiaohan Zhang Yao Jiang Weihua Zhang | 2020 | Fluid Dynamics & Materials Processing2020，16，1： | 1 |
| 14 | Computational fluid dynamics simulation of Hyperloop pod predicting laminar–turbulent transition显示文摘Three-dimensional compressible flow simulationswere conducted to develop a Hyperloop pod. Thenovelty is the usage of Gamma transition model, in whichthe transition from laminar to turbulent flow can be predicted.First, a mesh dependency study was undertaken,showing second-order convergence with respect to themesh refinement. Second, an aerodynamic analysis for twodesigns, short and optimized, was conducted with thetraveling speed 125 m/s at the system pressure 0.15 bar.The concept of the short model was to delay the transitionto decrease the frictional drag;meanwhile that of theoptimized design was to minimize the pressure drag bydecreasing the frontal area and introduce the transitionmore toward the front of the pod. The computed resultsshow that the transition of the short model occurred moreon the rear side due to the pod shape, which resulted in 8%smaller frictional drag coefficient than that for the optimizedmodel. The pressure drag for the optimized designwas 24% smaller than that for the short design, half ofwhich is due to the decrease in the frontal area, and theother half is due to the smoothed rear-end shape. The totaldrag for the optimized model was 14% smaller than that forthe short model. Finally, the influence of the systempressure was investigated. As the system pressure and theReynolds number increase, the frictional drag coefficientincreases, and the transition point moves toward the front,which are the typical phenomena observed in the transitionregime. | Nathalie Nick Yohei Sato | 2020 | Railway Engineering Science2020，28，1： | 1 |
| 15 | 真空管道HTS侧浮系统中线性电机起动特性研究显示文摘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. | 周大进 崔宸昱 马家庆 赵立峰 张勇 赵勇 | 2016 | 西南交通大学学报2016，51，4： | 1 |
| 16 | 低真空管道列车表面压力变化规律研究显示文摘既有高速铁路进一步提速受限,构建低真空管道运行超高速列车的发展趋势日益明显。运用滑移网格技术,建立动车组列车和低真空管道的三维耦合模型,考虑管道气体的瞬态压缩效应,分析低真空管道横截面积、动车组列车运行速度、管道环境温度和环境压力对车体表面压力的影响。研究表明,低真空管道横截面积、动车组列车运行速度、管道环境温度和环境压力不变时,测点的压力沿着车身长度方向基本不变;同一横断面测点的压力也基本相等。头车、中间车和尾车的车体表面压力幅值与列车运行速度的2.2次方成正比,与低真空管道横截面积成线性递减关系,与环境压力成线性递增关系,基本不受环境温度影响;列车运行速度越高,低真空管道横截面积越小,环境压力越大,列车运行时产生的车体表面压力波动幅值越大。 | 黄尊地 常宁 | 2022 | 工程热物理学报2022，43，2： | 0 |
| 17 | 低真空管道磁浮系统环境测试与数据处理显示文摘针对低真空管道磁浮交通运输系统搭建了数据采集系统,采用了GPS信号授时与IEEE1588以太网时钟同步的方式实现了分布式数据采集系统的时钟同步网络;对系统的多传感器进行了低真空和电磁场环境的影响测试,发现低真空环境下激光位移传感器产生了测量值减小的现象;同时以激光位移传感器为例,对比低真空环境下不同数据降噪方法对添加了不同信噪比的高斯噪声进行滤波处理,得出了不同信噪比下不同降噪方法的处理效果,以此为依据在工程实际情况选出最合适的降噪方法来得到更好的降噪效果;最后采用了基于不同降噪方法差值的数据异常值处理方法,与普通的区间估计异常值处理方法对比,从跳点去除效果和总去除个数证明了基于小波降噪的差值处理法对异常值处理的有效性,满足了实际工程的需要。 | 杨子镱 孟文 孟祥印 傅茂龙 | 2024 | 计算机测量与控制2024，32，1： | 0 |
| 18 | 真空管道列车流固耦合研究进展及关键技术分析显示文摘利用磁悬浮技术、管道内抽真空形成低压运行环境,真空管道列车理论上可以实现超过1000 km/h的运行速度。封闭管道导致气动环境复杂,同时列车悬浮运行使列车运行姿态极易发生改变,列车流固耦合效应明显。为探究真空管道列车流固耦合理论及分析方法,对真空管道列车气动研究进展、轨道列车流固耦合特性研究进展进行了综述,分析了真空管道列车流固耦合关键技术,提出了需要重点发展的真空管道列车流场分析技术、流固耦合分析技术和控制技术,可为真空管道列车流固耦合机理研究提供参考。 | 寇杰 符澄 高兴龙 孙运强 | 2023 | 实验流体力学2023，37，3： | 0 |
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