《高速列车风洞试验》针对高速列车风洞试验,介绍了风洞试验研究的理论基础,并从风洞试验设备、模型、技术和典型的试验结果等方面分别进行了阐述,为工程技术人员系统展示了相关理论、工程技术和应用成果,可直接用于指导风洞试验研究的工程实际。
《高速列车风洞试验》共分为7章:第1章介绍了高速列车及风洞试验的发展历史、现状和面临的问题;第2章介绍了高速列车的典型空气动力学特性;第3章介绍了高速列车风洞试验设备以及相关技术要求:第4章介绍了高速列车风洞试验模型以及相关技术要求;第5章介绍了高速列车风洞试验的研究技术、具体应用和相关要求;第6章介绍了高速列车风洞试验研究的典型结果;第7章对未来高速列车风洞试验的设备、技术以及体系建设进行了展望。
从世界范围看,高速列车已经融入人们的现代生活中,成为越来越不可或缺的一部分,高速列车的发展前景也会越来越光明,在全世界范围内得到越来越多的推广和应用。空气动力学是高速列车发展的“先行官”,而风洞试验是高速列车空气动力学最常见和重要的研究手段,有力地促进了高速列车空气动力学问题的有效解决。世界高铁发达国家和地区都对高速列车空气动力学给予了足够的重视,也取得了许多重要的研究成果,并成功应用于工程实际型号,持续研发了速度越来越高的轮轨式高速列车和磁悬浮列车,使高速列车速度更快、能耗更低,乘坐更舒适,对环境影响更小。目前,科学家们正积极地开展速度超越普通民航飞机的真空管道列车研究。这些发展前景为高速列车空气动力学研究以及风洞试验技术发展增强了信心,明确了方向。
我国自1990年开始开展列车空气动力学风洞试验以来,从高速列车头型和车身关键部件的设计与选型,提升高速列车在大风下的抗倾覆能力,降低列车高速运行的噪声污染,以及减少车身底部冰雪积聚对设备的损害等方面开展了富有成效的研究,并通过实施引进、消化吸收、再创新的战略,自主创新研制了以“复兴号”中国标准动车组为代表的气动性能国际一流的高速列车型号。有力地支持了中国高铁走出去战略的实施,使高铁成为中国在世界上的一张闪亮名片。目前,我国正在开展时速600km的磁悬浮列车的研制,以及最高时速可达1500km的真空管道列车研究,对风洞试验技术提出了更高的要求。
高速列车空气动力学风洞试验具有很强的实践性,是一门经验与理论相结合的科学,工程研究经验与技术的积累需要一定时间。目前,国内外还没有出版一本专门针对高速列车风洞试验工程技术人员的专业书,尤其是在国内,甚至都还没有一项系统的高速列车风洞试验标准或规范。现有可供参考的欧洲EN14067系列规范,也存在内容不够全面且不完全适用我国工程实际的问题。因此,迫切需要一本针对性强的书,指导工程技术人员开展高速列车风洞试验,促进我国高速列车风洞试验的专业化和规范化水平的提升。
本书作者专注于高速列车空气动力学风洞试验研究20多年,承担了自1994年以来我国所有高速列车重点型号的空气动力学风洞试验研究工作,开展了高速列车模型风洞试验模拟参数和方法的研究,发展和完善了高速列车模型风洞相关试验技术,研制了高速列车风洞试验专用设备,显著提升了试验数据的精准度和试验精细化水平,积累了非常丰富的高速列车空气动力学风洞试验研究经验,并提出了以高速列车全面气动减阻优化为代表的工程实际应用方案,在行业内权威期刊发表大量研究论文。作者希望将这些成果和经验与相关领域的工程技术人员分享,共同进步和提高,实现高速列车空气动力学风洞试验技术的不断创新与发展。
本书针对高速列车风洞试验,介绍了风洞试验研究的理论基础,并从风洞试验设备、模型、技术和典型的试验结果等方面分别进行了阐述,为工程技术人员系统展示了相关理论、工程技术和应用成果,可直接用于指导风洞试验研究的工程实际。全书共分为7章:第1章介绍了高速列车及风洞试验的发展历史、现状和面临的问题,展示了高速列车风洞试验的研究背景;第2章介绍了高速列车的典型空气动力学特性,提供了风洞试验研究的理论基础;第3章介绍了高速列车风洞试验设备以及相关技术要求,提供了风洞试验研究的模型基础;第4章介绍了高速列车风洞试验模型以及相关技术要求,提供了风洞试验研究的模型基础;第5章介绍了高速列车风洞试验的研究技术、具体应用和相关要求,提供了风洞试验研究的技术基础;第6章介绍了高速列车风洞试验研究的典型结果,提供了风洞试验的数据分析与评判基础:第7章对高速列车风洞试验的设备、技术以及技术体系建设进行了展望,提出了下一步发展的方向和建议。
第1章 绪论
1.1 概述
1.2 高速列车的发展历史及现状
1.3 高速列车面临的空气动力学问题
1.4 高速列车的风洞试验研究
1.5 高速列车风洞试验的历史和现状
1.5.1 国外发展历史和现状
1.5.2 我国发展历史和现状
1.6 说明
参考文献
第2章 高速列车空气动力学特性
2.1 高速列车坐标系和速度的定义
2.1.1 坐标系的定义
2.1.2 各种速度的定义
2.2 绕流特性
2.2.1 高速列车头部绕流特性
2.2.2 高速列车尾部绕流特性
2.3 气动阻力特性
2.3.1 高速列车阻力的构成
2.3.2 高速列车气动阻力特性
2.3.3 高速列车气动阻力的影响因素
2.4 气动升力特性
2.4.1 气动升力的定义
2.4.2 气动升力的影响因素
2.4.3 气动升力对高速列车运行的影响
2.4.4 改善高速列车气动升力措施
2.5 气动侧向力特性
2.5.1 气动侧向力的定义
2.5.2 气动侧向力的特性
2.5.3 气动侧向力的改善措施
2.6 气动力矩特性
2.6.1 气动力矩的定义和特性
2.6.2 降低气动力矩的工程措施
2.7 表面压力特性
2.7.1 表面压力的定义
2.7.2 表面压力的特性
2.8 气动噪声特性
参考文献
……
第3章 试验设备
第4章 试验模型
第5章 试验技术
第6章 试验结果分析与应用
第7章 展望