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原文传递高速列车结构气动弹性问题分析

论文题名：	高速列车结构气动弹性问题分析
关键词：	高速列车;裙板结构;气动弹性;流场分布;数值仿真
摘要：	随着列车运行速度的提高,列车与空气之间的相互作用越来越明显。针对这种情况,本文对高速列车结构的气动弹性问题进行了研究。主要研究内容如下: 　　以高速列车裙板结构为背景,采用经典薄板理论和基于线性势流理论的气动力模型,建立了单侧亚音速气流作用下二维悬臂平板的气动弹性方程。采用Galerkin方法将运动方程离散为常微分方程组,通过求解广义特征值问题分析其颤振特性,并用Newmark数值积分方法计算平板的时域响应。数值仿真表明,薄板结构在亚音速气流作用下会发生颤振现象。当气流速度低于颤振临界速度时平板的振动收敛,而高于临界速度时则振动发散,若气流速度恰好等于板的临界速度时,则出现等幅振动。　　采用CFD/CSD双向流固耦合软件计算了悬臂平板的响应,并与理论方法的计算结果比较。两者吻合较好,说明CFD/CSD算法适用于气动弹性问题的求解。分别对悬臂、简支和固支等不同约束条件的三维平板结构进行了计算,分析了不同情况下流场分布的变化和平板结构的位移响应。同时还考虑了加肋结构和不加肋结构、钢板和铝合金板等不同结构和材料参数的影响。　　对于气动力作用下的车体响应研究,本文与传统的研究不同。本文主要关心车体结构的弹性变形与气动力之间的相互作用,忽略车体本身的刚体运动。通过CFD/CSD方法研究了耦合作用下列车周围的流场分布以及车体结构不同部位的响应。　　本文的研究可以为高速列车结构的气动弹性问题分析提供有效方法。
作者：	谌胜
专业：	一般力学与力学基础
导师：	李凤明
授予学位：	硕士
授予学位单位：	哈尔滨工业大学
学位年度：	2012
正文语种：	中文