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低真空管道列车主动气膜防护技术研究
| 论文题名： | 低真空管道列车主动气膜防护技术研究 |
| 关键词： | 低真空管道列车;主动气膜防护;长编组列车;防热减阻 |
| 摘要： | 社会的迅速发展，人们对出行的速度提出更高的要求。而现有的轨道交通由于受到大气环境的影响，很难再提高速度，为解决这一矛盾科研工作者提出了低真空管道列车的概念，然而低真空管道列车在在相对密闭的环境却存在动力热问题，目前对低真空管道列车研究多集中于管道流场、压力场、和动力热等，而对列车车身的热防护问题的研究较少，对此问题提出了降低列车车身表面温度的主动气膜防护技术，具体研究如下： （1）为了降低低真空管道列车在高速运行时所产生的热量，借鉴超高速飞行器主动气膜热防护方法，设计了低真空管道列车主动气膜防护装置。整个装置分为两部分，即在列车前部安装抽吸装置抽取管道内空气，在车身安装逆射流装置将抽吸到的空气经冷却后喷出，在列车表面形成主动气膜，降低列车表面温度。 （2）以列车表面温度变化趋势作为主要评价指标，对抽吸速率、逆射流口位置、逆射流口开口大小和逆射气流速度进行研究。发现管道真空度越小，列车运行速度越快，为达到最佳防热减阻效果所需的抽吸速率和逆射气流速度都要相应提高；但抽吸速率和逆射气流速度并非越快越好，抽吸速率需要根据管道真空度适时调整，逆射气流速度过大，防热效果的增益将减弱，而且增大了列车运行阻力。 （3）根据不同运行工况下仿真结果，以列车上表面温度低于325K，下表面温度低于330K为标准，得到了最佳主动气膜防护装置参数。在实际情况，列车编组不同对结果也会带了差异，本文考虑了不同工况下低真空管道长编组列车气动特性，根据列车气动特性对短编组主动气膜装置进行了优化，与原始状态下长编组列车对比，列车表面温度有35K的降幅，并降低了列车运行阻力。 本文的主要创新点为：提出了主动气膜防护装置，并通过数值仿真结果验证了装置的可行性；为了解决低真空管道长编组列车热防护问题，在短编组主动气膜防护装置的基础之上进行了优化，并通过数值仿真验证了装置的可行性。 |
| 作者： | 李浩 |
| 专业： | 交通运输 |
| 导师： | 范锦彪;王川保 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中北大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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