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磁悬浮飞车外形的空气动力学研究
| 论文题名： | 磁悬浮飞车外形的空气动力学研究 |
| 关键词： | 磁悬浮飞车;空气动力性能;计算流体力学;简易风洞;数值模拟 |
| 摘要： | 磁悬浮飞车是一种尚处于研究阶段的新型交通工具，它利用磁悬浮技术将车体悬挂在轨道上，并保证车体和轨道之间没有接触，用螺旋桨驱动飞车沿着轨道运动。由于车体和轨道之间没有接触摩擦，空气阻力是其运行是所受到的唯一外部阻力，因此使飞车具有了高速运行的可能性，同时也避免了摩擦带来的功率损耗。 降低空气阻力对于提高磁悬浮飞车的运行速度和降低能耗有着重要的现实意义。而空气阻力又与其造型密切相关，因此本文的主要目的有两个：1、为磁悬浮飞车设计一款空气动力性能优良的造型；2、对最终造型方案进行空气动力性能分析。 论文的主要研究内容及成果如下： 一、研究列车造型的发展和列车造型对其空气动力性能的影响，在此基础上提出了磁悬浮飞车造型研究的侧重点。 二、对具有不同造型控制曲线的磁悬浮飞车的车头和车尾方案建立计算模型，并使用计算流体力学软件FLUENT对各车头和车尾进行外流场数值模拟，经过模拟得到各方案的气动阻力、气动升力、空气阻力系数等空气动力性能参数，以及飞车表面的压力分布等信息。根据FLUENT的模型结果，从中选择出空气动力性能较好的车头和车尾造型控制曲线，并结合工业设计为磁悬浮飞车设计出空气动力性能较为理想并且美观的造型方案。 三、运用FLUENT对磁悬浮飞车造型的最终方案进行了分析，得出了最终方案在不同运行速度下的空气阻力和空气阻力系数、空气升力和空气升力系数等参数，分析的结果符合列车空气动力学的基本规律。 四、制作简易风洞，并提出了一种相应的空气阻力测定方法。并使用此简易风洞和空气阻力测定方法对最终方案1:50的模型进行了实验，得出了模型的空气阻力系数。并将实验得到的空气阻力系数和数值模拟得到的空气阻力系数进行了比较，分析了差别产生的原因。 |
| 作者： | 李小川 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 胡业发 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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