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真空科学与技术学报2024年第07期:真空管道磁悬浮列车流固耦合特性研究

来源:期刊VIP网 时间:


作者:寇杰;高兴龙;李松;符澄;

单位:中国空气动力研究与发展中心设备设计与测试技术研究所;

摘要:真空管道磁悬浮列车运动与管道内流场相互作用,导致列车流场环境具有高度的非稳定性,同时列车悬浮运行的特性将使列车与管道内流场间存在严重的流固耦合效应。针对这一问题,提出了真空管道磁悬浮列车流固耦合动力学理论,并建立了可以实现列车在线实时交互数据的流固耦合数值计算模型,分析真空管道磁悬浮列车的车辆流固耦合特性。研究发现,列车悬浮运行列车尾部流场较为复杂,存在多道斜激波和反射波,随着列车的运行相对较为稳定,而列车顶部和头部的波系相对更加简单,但会随着列车运行发生明显的变化。列车受到的气动载荷呈低频周期性变化,悬浮刚度的减小会导致列车受到的气动载荷幅值增加,频率下降。在30 k N悬浮刚度下,列车的位移和转动幅值可以达到270 mm和14 mrad,并且随着时间推移,列车受到的气动载荷呈现振荡幅值还有增大的态势,影响列车运行安全。上述研究可以为真空管道磁悬浮列车的研究提供理论指导和分析方法参考。

关键词:真空管道;磁悬浮列车;流固耦合;气动载荷;气动特性

基金资助:中国空气动力研究与发展中心设备设计与测试技术研究所青年自主创新科学基金项目