列車空氣動(dòng)力學(xué)作業(yè)題及答案

1、列車空氣動(dòng)力學(xué)隨堂作業(yè)及答案：1. 空氣動(dòng)力學(xué)中所研究的運(yùn)動(dòng)流體范圍分為幾個(gè)區(qū)段？答：空氣動(dòng)力學(xué)中所研究的運(yùn)動(dòng)流體范圍用馬赫數(shù)表示，一般分為5 個(gè)區(qū)段： 1）低速流ma0.3（v=102m/s 367km/h）2）亞音速流 0.3=ma0.8（v=272m/s 979km/h）3）跨音速流 0.8=ma1.4(v=476m/s1714km/h) 4) 超音速流 1.4=ma=52. 列車空氣動(dòng)力學(xué)主要研究的內(nèi)容包括哪些？答：1）不同運(yùn)行環(huán)境下高速繞過(guò)列車流動(dòng)的空氣作用于列車上的空氣動(dòng)力、力矩及其產(chǎn)生的機(jī)理； 2）不同運(yùn)行環(huán)境下高速列車引發(fā)的空氣動(dòng)力問(wèn)題對(duì)周圍環(huán)境影響的規(guī)律；3）降低列車空氣動(dòng)力

2、效應(yīng)的措施。3. 列車空氣動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)方法主要有哪些？答：列車空氣動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)方法主要有：實(shí)車試驗(yàn)、模擬試驗(yàn)、等。4. 列車空氣動(dòng)力學(xué)數(shù)值計(jì)算方法的網(wǎng)格生成技術(shù)中網(wǎng)格分類有哪些種類？答：網(wǎng)格分類為：結(jié)構(gòu)網(wǎng)格、非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格和混合網(wǎng)格。5. 什么是流線型形狀？答：能使流場(chǎng)繞三維物體外表面順暢流動(dòng)，在交界面處不產(chǎn)生或基本不產(chǎn)生流動(dòng)分離現(xiàn)象的三維物體形狀，即自然地空氣流動(dòng)形狀。6. 完全氣體的狀態(tài)方程是什么？（解釋每項(xiàng)表示的含義）答：p=r t; p 氣體壓力； r- 氣體常數(shù)； - 空氣密度； t- 絕對(duì)溫度。7. 列出我國(guó)鐵路主要技術(shù)政策中會(huì)車側(cè)墻間距規(guī)定的內(nèi)容？答：200km/h 時(shí)，線間距 4.4m

3、；250km/h時(shí)，線間距 4.6m；300km/h 時(shí)，線間距4.8m；350km/h 時(shí)，線間距 5.0m。8. 動(dòng)車組通過(guò)隧道時(shí)的表面壓力的特點(diǎn)是什么？答：，將引起隧道內(nèi)空氣壓力急劇波動(dòng)，因此列車表面上各處的壓力也呈快速大幅度變動(dòng)狀況，完全不同于在明線上的表面壓力分布。9. 列車在隧道中運(yùn)行時(shí)車內(nèi)壓力變化要求值是多少？答：車內(nèi)壓力波動(dòng)不超過(guò)1000pa ，氣壓變化率不大于200pa/s。10. 考慮到列車通過(guò)隧道時(shí)的壓力，對(duì)隧道截面面積要求值？答：普通鐵路： 30m2 ；高速鐵路：日本 64m2 ;德國(guó) 94m2 ; 法國(guó) 100m2; 中國(guó)高速鐵路擬選 100m2。11. 與列車交會(huì)空

4、氣壓力波有關(guān)的列車交會(huì)速度工況有哪幾種？答：主要有：列車靜止交會(huì)、列車等速交會(huì)、列車不等速交會(huì)等三種工況。12. 動(dòng)車組頭部流線化設(shè)計(jì)包括哪些？答：1）頭部縱向?qū)ΨQ面上的外形輪廓線設(shè)計(jì)；2）俯視圖最大輪廓線形設(shè)計(jì)；3）頭部外形與車身外形過(guò)渡；13. 解釋：空氣比容、空氣彈性模數(shù)e？答：空氣彈性模數(shù)e：空氣壓強(qiáng)增量與空氣單位比容增量 c 之比空氣比容 : 單位空氣質(zhì)量所占有的容積，即c=1/。14. 列車空氣阻力定義是什么？答：列車運(yùn)行時(shí)的表面壓力和切應(yīng)力沿列車運(yùn)動(dòng)方向形成的合力，即列車空氣壓差阻力和列車空氣摩擦阻力之和。15. 解釋列車空氣升力的定義？答：列車運(yùn)行時(shí)的車輛表面壓力和切應(yīng)力沿垂直

5、向上方向形成的合力，即沿垂直方向的車輛表面空氣摩擦升力和壓差升力之和。16. 列車表面空氣壓力與表示方法是什么？答：列車是在大氣環(huán)境下貼地運(yùn)行的長(zhǎng)大物體，其經(jīng)過(guò)線路空間存在的空氣介質(zhì)必然會(huì)被列車排擠開(kāi)，以便列車通過(guò)，從而在列車表面產(chǎn)生沿法線方向的壓力。表示為： pb=p-p; pb表示列車表面空氣壓力（pa）,p 表示列車表面靜壓（ pa），p表示參考大氣壓（ pa）。17. 列車會(huì)車時(shí)壓力波對(duì)乘客的影響有哪些？答：高速列車在會(huì)車時(shí)，特別是在隧道內(nèi)會(huì)車時(shí)，車體表面將受到正負(fù)數(shù)千帕的瞬時(shí)壓力變化。壓力波動(dòng)傳遞到車廂內(nèi)，旅客會(huì)感到不舒適，輕者壓迫耳膜，重則頭暈惡心，甚至造成耳膜破裂。18. 列車空

6、氣阻力主要由哪三部分組成？答：答：一是頭部及尾部壓力差所引起的阻力，成為“壓差阻力”；二是由于空氣粘性而引起的作用于車體表面的剪切應(yīng)力所造成的阻力，成為“摩擦阻力”；三是干擾車輛光滑表面的突出物所引起的阻力，成為“干擾阻力”。19. 會(huì)車壓力波幅值的影響因素有哪些？答：1）隨著會(huì)車列車速度的大幅度提高，會(huì)車引起的壓力波的強(qiáng)度將急劇增大。2）會(huì)車壓力波幅值隨著頭部長(zhǎng)細(xì)比的增大而近似線性地顯著減小。3）會(huì)車壓力波幅值隨會(huì)車列車內(nèi)側(cè)墻間距增大而顯著減小，但減小的幅度隨會(huì)車內(nèi)側(cè)距離增大而逐漸減小4）會(huì)車壓力幅值隨會(huì)車長(zhǎng)度增大而近似呈線性地明顯增大5）經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式表明，會(huì)車壓力波近似地與（u1+u2/8

7、）2（u1 為通過(guò)車速度， u2 為觀測(cè)車速度）成正比。20. 對(duì)車輛密封性要求有哪些？答：1）整車落成后的密封性能要求達(dá)到車內(nèi)外壓力差從3600pa降至 1350pa的時(shí)間大于18s；2）車體結(jié)構(gòu)的內(nèi)外壓力差從3600pa降至 1350pa須大于 36s；3）組成后的車窗、車門、風(fēng)擋應(yīng)能在4000pa的氣動(dòng)載荷的作用下保持良好的密封性，對(duì)空調(diào)通風(fēng)裝置、供排水和衛(wèi)生系統(tǒng)等也有一定密封性要求。21. 目前氣壓變化環(huán)境下人體舒適度（車廂內(nèi)空氣壓力允許變化率標(biāo)準(zhǔn)）評(píng)價(jià)有哪兩種方法？答：（ 1）一種是從壓力變化幅值和壓力變化率兩個(gè)指標(biāo)來(lái)進(jìn)行評(píng)估，如日本、德國(guó)等；（2）另一種是考核某一時(shí)間段內(nèi)的壓力變化幅值，如英國(guó)、美國(guó)等，這一時(shí)間段是根據(jù)人耳對(duì)外界氣壓變化完成自我調(diào)整所需時(shí)間來(lái)確定的，考慮了人體生理的需求，因此，已被大多數(shù)國(guó)家所采用。我國(guó)尚未制定該標(biāo)準(zhǔn)。22列車模型壓力分布測(cè)量是什么？其目的什么？答：模型壓力分布測(cè)量通常又叫側(cè)壓實(shí)驗(yàn)，其目的是測(cè)量車輛模型及部件等表面的壓力分布，為車輛及其部件結(jié)構(gòu)強(qiáng)度計(jì)算提供壓力載荷；為研究車輛流動(dòng)性能提供數(shù)據(jù)，是驗(yàn)證數(shù)值計(jì)算方法是否準(zhǔn)確