杨志刚
- 作品数：22 被引量：86H指数：6
- 供职机构：中南大学交通运输工程学院轨道交通安全教育部重点实验室更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家科技支撑计划中国博士后科学基金更多>>
- 相关领域：交通运输工程机械工程矿业工程更多>>
- 帽檐斜切式洞门斜率对隧道气动性能的影响被引量：11
- 2013年
- 基于三维、可压缩、非定常N S方程和kε双方程湍流模型,对不同斜切斜率帽檐斜切式洞门下的隧道空气动力效应进行数值模拟,得到高速列车过隧道时车体表面、隧道壁面监测点的瞬变压力及隧道出口微气压波。研究结果表明:帽檐斜切式隧道洞门的斜切斜率对车体表面和隧道壁面监测点的瞬变压力变化基本无影响,最大相差在5%左右;随着斜切斜率的减小,初始压缩波由零点上升到峰值所用时间减缓,压力梯度最大值减小;斜切斜率从1:1降至1:2时,隧道出口20 m处微气压波幅值由66 Pa降至54 Pa,降幅达18.2%,可见减小洞门结构的斜切斜率,可改善隧道口微气压波。数值计算结果与动模型试验结果吻合较好,仅幅值略有差异,最大相差在5%以下。
- 张雷田红旗杨明智张健曾祥坤杨志刚
- 关键词：高速列车隧道微气压波
- 时速120公里地铁列车气动噪声数值仿真分析
- 2022年
- 列车噪声影响车内乘客舒适性,其产生原理复杂,在一定程度上影响着轨道交通车辆的发展,开展列车噪声研究意义重大。文章采用数值仿真方法,以3辆车编组、带转向架、无受电弓的1:8缩比列车模型为基础,运用软件ICEM的拓扑优化、多层网格加密技术、附面层网格技术与网格拉伸技术开展精细化四面体/三棱柱网格划分,构建列车明线运行环境下的计算域网格。通过建立地铁列车气动噪声仿真模型,研究了80 km/h、120 km/h和130 km/h不同工况下列车明线运行的气动声学特性;分析了不同速度下地铁列车流场脉动性能、气动噪声源性能和远场辐射噪声性能,研究列车外部流场情况及其声学规律。仿真结果表明,随着列车运行速度增加,列车车体表面的声功率级逐渐增加,声源能量和声压级也随之增大。对时速120公里地铁列车气动噪声特性的研究可为地铁车型气动声学优化设计提供参考。
- 闫磊由天宇杨志刚
- 关键词：地铁列车
- 高温超导磁悬浮列车气动噪声特征仿真研究被引量：1
- 2023年
- 气动噪声是高温超导磁悬浮列车噪声的主要来源,以新型高温超导磁悬浮列车1∶8缩比的8车模型为研究对象,基于大涡模拟(LES)方法和K-FWH方程,通过建立可穿透积分面对列车在500,550,600及650 km·h-1 4个速度级下的气动噪声特征进行数值仿真研究。结果表明:在U型轨道的约束下,列车周围的气动激扰主要集中在车顶两侧、尾车流线型及尾流区;偶极子声源主要分布在中车车顶表面两侧、尾车流线型及超导线圈后方,尾流区也是重要的气动噪声源区;列车辐射噪声频谱呈现“宽峰”(100~315 Hz)特性,随着车速提升,低频噪声能量增强;4个速度级下测点辐射噪声水平变化规律一致,噪声最大值分别为94.2,96.4,100.1和105.2 dB(A);随着车速提升,四极子声源能量占比不断增大,当车速大于600 km·h-1时,16个测点的四极子声源平均能量占比超过90%。研究成果可为高温超导磁悬浮列车气动声学优化设计提供参考。
- 杨志刚杨志刚高建勇杨成刘翰林
- 关键词：大涡模拟气动噪声
- 明线上与隧道内高速列车流场结构及气动噪声源被引量：9
- 2021年
- 基于成熟的明线上高速列车气动噪声计算模型和可压缩大涡模型,考虑声学无反射边界条件,利用计算流体力学软件Fluent建立无限长隧道内高速列车气动噪声计算模型,对比分析高速列车在明线上与隧道内运行时的流场组织结构和气动噪声源。结果表明:高速列车在明线上与隧道内运行时具有类似的流场结构和气动噪声源分布规律,但隧道内的流场结构尺度与强度、气动噪声源强度均比明线上大;车速为350 km·h-1时,隧道内头车排障器尖点扰动区的速度幅值约为明线上的1.2倍,列车尾流区长度约为明线上的1.7倍,整车、1位转向架、头车流线型车底及中间车上部的等效声源声功率分别约为明线上的3.2倍、1.6倍、2.7倍和4.2倍;隧道内活塞效应并不是在全频率范围增加等效声源声功率,而是在包含峰值频率较狭窄的频率范围显著地增加等效声源声功率。
- 谭晓明谭晓明谭晓星杨志刚杨志刚
- 关键词：高速列车隧道流场结构大涡模拟
- 考虑四极子声源的高速磁浮列车气动噪声数值模拟方法被引量：2
- 2024年
- 随着列车速度的提高,四极子声源对列车气动噪声的贡献增大,高速磁浮列车的运行速度达到600 km/h时,有必要考虑四极子声源对高速磁浮列车气动噪声的影响.为此,本文建立考虑四极子声源的高速磁浮列车气动噪声数值模拟方法,对高速磁浮列车流线型尾部、头部区域的积分面进行局部外推,探索流线型尾部、头部区域的四极子声源对高速磁浮列车气动噪声的影响.研究发现:高速磁浮列车的尾涡会穿过下游的积分面,流线型尾部区域不能采用全封闭积分面,否则会产生非常大的伪声;流线型尾部区域的积分面需要较多地向尾涡区延伸,并去除尾涡穿过的区域;高速磁浮列车流线型头部区域四极子声源的贡献很小,流线型头部区域的积分面可以取为流线型头型表面;在600 km/h下,高速磁浮列车四极子声源引起的气动噪声能量占比达到42%.
- 刘加利于梦阁陈大伟杨志刚
- 关键词：高速磁浮列车气动噪声尾涡
- 全隧道高速市域动车组气动外形优化研究
- 受限于城市空间,市域动车组往往存在较长的高阻塞比隧道运行区间。随着城市轨道交通运营速度等级的提高,匹配较高速度等级与隧道运行高阻塞比的外形优化减阻技术亟待展开。本文采用三维稳态、可压缩雷诺时均N-S方程和SST k-w双...
- 袁思齐杨志刚
- 关键词：计算流体力学地铁隧道气动优化
- 全封闭设备舱对隧道内160 km/h地铁气动声源影响被引量：2
- 2022年
- 随着地铁列车速度提升至160 km/h,隧道环境下地铁列车表面气动激励显著增强。应用大涡模拟对隧道内160 km/h地铁列车脉动流场结构和表面气动噪声源进行数值仿真,定量评估全封闭设备舱设计对地铁列车气动声学性能的优化效果。结果表明:全封闭设备舱设计能够疏导车底气流,使车底气流更多集中在转向架舱两侧溢出,同时引起车下主要涡结构尺度增大。对应的,列车整车车体气动噪声源能量减小约2.9%;其中头车、中车1分别增大5.7%和9.4%,中车2和尾车分别减小4.2%和13.8%,各节车体声源能量分布更加均匀;列车高频声源能量减小,整车800 Hz峰值频谱能量减小约4.0%。研究成果将为160 km/h地铁列车气动降噪设计提供参考。
- 杨志刚高建勇谭晓明余永革刘慧芳吴雨薇
- 关键词：大涡模拟
- 250~400 km/h高速列车气动声学性能的仿真研究被引量：5
- 2023年
- 高速列车是我国重点关注的现代化高速交通工具,速度由350 km/h提升至400 km/h,对其产生气动噪声水平提出了更高要求。为了探究高速列车的噪声源及声辐射控制机制,基于大涡模拟(LES)和Ffowcs Williams and Hawkings(FW-H)方程,对某型1︰8缩比3车编组高速列车开展数值模拟仿真,得到了其在400 km/h速度等级的流场特征,研究了随速度的提升各部件偶极子声源能量占比及整车远场辐射噪声变化规律,并获取了转向架区域的辐射噪声及其对整车辐射噪声的贡献主体频段。研究结果表明:高速列车的主要气动噪声源为转向架区域;在250,300,350和400 km/h速度级下,整车远场辐射噪声声压级最大值分别为87.2,91.9,96.9及102.3 dB(A),沿流向整体呈下降趋势;噪声频谱呈宽频带和峰值结合的特征,且随速度提升,峰值频率和主体能量范围缓慢向高频偏移;在400 km/h速度级下,转向架区域偶极子声源能量占比约23.63%,远场辐射噪声声压级平均值为96.6 dB(A),较350 km/h运行时偶极子声源能量占比增加1.68%,声压级平均值增加5.2 dB(A),其中头车1位转向架辐射噪声声压级平均值增量为5.7 dB(A),对转向架区域辐射噪声贡献的占比由约69%增长至78%;与整车的噪声频谱相比,转向架区域占中低频噪声的主体部分,且呈单峰值特征。研究结果对时速400 km的高速列车的气动声学设计有一定参考价值。
- 刘翰林杨志刚吴雨薇高建勇谭晓明
- 关键词：高速列车气动噪声大涡模拟数值仿真
- 160km/h地铁列车头型气动阻力优化被引量：5
- 2017年
- 采用三维、瞬态、可压缩N-S方程和k-湍流模型及滑移网格技术的数值仿真方法,研究隧道内地铁列车头型几何参数对列车气动阻力的影响规律及气动阻力对头型几何参数的敏感性.对80km/h地铁列车头型进行气动阻力优化,获取160km/h优化模型.结果表明:当阻塞比约为0.45时,隧道气动阻力是明线的3倍;当头型长度L≤5m时,气动阻力与头型长度符合对数关系,综合考虑敏感性与气动阻力,头型长度选择3.0~4.0m较合适;车体横截面积对列车气动阻力的影响较大,且灵敏度很高,可以适当减小横截面积,以降低列车气动阻力;当头型长度L=3m时,考虑气动阻力及敏感性,俯视轮廓线等效长度选为(2.68±0.01)m,纵向轮廓线等效长度选为(2.32±0.005)m较合适.通过参数研究,优化后的列车模型在明线工况下整车气动阻力下降3.7%.
- 何娇杨志刚谭晓明张代娇吴晓龙
- 关键词：地铁列车气动阻力隧道
- EMU6动车组气动声学性能分析被引量：10
- 2018年
- 采用三维、不可压缩和Lilly LES+FW-H方法,对1:8缩比3车编组EMU6动车组以200,250,300和350 km/h的车速运行时进行气动噪声特性数值模拟,得到列车不同速度级运行时的压力、速度与涡量分布,表面脉动压力、辐射声场等气动与声学性能。研究结果表明:偶极子声源强度主要分布在转向架及其周围的车体表面位置;A计权声压频谱在略小于1 000 Hz频率处测点声压级达到峰值;气动噪声分布频带很宽,噪声能量在1 000 Hz左右较为集中,往高频和低频部分则逐渐衰减;头车流线型附近声压级较大,在尾车以后越远离车体,声压级越小。其研究结果可为高速动车组的气动声学特性优化研究提供参考依据。
- 何娇李盈利谭晓明杨志刚刘加利
- 关键词：动车组气动噪声声压级
