公开(公告)号：CN114633770B

公开(公告)日：2023-11-28

申请号：CN202210314447.0

申请日：2022-03-28

Applicant: 中南大学

Inventor： 刘堂红 ,  夏玉涛 ,  陈争卫 ,  蒋振华 ,  高鸿瑞 ,  许彬 ,  刘宏康 ,  张洁 ,  熊小慧 ,  孙博

IPC: B61C17/00

Abstract: 本发明公开了使用主动吹气提升大风环境运行安全的列车及其控制方法，所述列车包括：设置在列车各节车辆的车体表面，用于在大风环境下沿车体表面向外喷射气流，以提升各节车辆的抗风气动性能的吹气单元，所述吹气单元的位置根据各节车辆的车型及其所处的风环境特征确定。本发明中的使用主动吹气提升大风环境运行安全的列车及其控制方法，通过设置在列车表(56)对比文件洪琪琛;杨明智;刘冬雪.车底设备对城际列车气动特性影响研究.铁道科学与工程学报.2018,(11),第233-241页.吴超;杜礼明.瞬态风场下带风屏障的高架桥上高速列车气动特性.大连交通大学学报.2017,(第02期),第23-28页.张佳文;郭文华;熊安平;项超群;王嘉奇.风障对桥上高速列车气动特性影响的风洞试验.中南大学学报(自然科学版).2015,(第10期),第336-345.田红旗.风环境下的列车空气阻力特性研究.中国铁道科学.2008,(第05期),第110-114页.

公开(公告)号：CN117113876A

公开(公告)日：2023-11-24

申请号：CN202311047114.7

申请日：2023-08-18

Applicant: 中南大学

Inventor： 刘堂红 ,  高鸿瑞 ,  陈晓栋 ,  张洁 ,  熊小慧 ,  刘宏康 ,  陈光 ,  王家斌 ,  孙博

IPC: G06F30/28 ,  G01P5/00 ,  G06F17/18 ,  G06F113/08 ,  G06F119/12 ,  G06F119/14

Abstract: 本发明提供了一种基于时间序列分析的铁路沿线脉动风特性描述方法，包括如下步骤：铁路沿线瞬时风速数据的采集与清洗；基于时间序列分析进行铁路沿线瞬时风速趋势提取与脉动风速计算；对脉动风速进行统计分析，获得铁路沿线脉动风特性的统计描述。本发明能够准确测量铁路沿线脉动风特性，针对铁路沿线瞬时风速的非平稳特性，利用时间序列平稳性检验方法，提取瞬时风速趋势并计算脉动风速，能够适应瞬时风速强烈的非平稳特性；针对铁路沿线风场的多尺度特性，考虑了非各向同性湍流的湍流功率谱密度与湍流积分尺度拟合，能够准确描述铁路沿线脉动风特性，为湍流侧风作用下列车与附属设施气动特性研究提供了基础。

公开(公告)号：CN114872750B

公开(公告)日：2023-10-20

申请号：CN202210590207.3

申请日：2022-05-26

Applicant: 中南大学

Inventor： 高广军 ,  商雯斐 ,  王家斌 ,  姜琛 ,  张洁 ,  张琰 ,  于尧 ,  王钰

IPC: B61F19/06 ,  B61D17/02

Abstract: 本发明公开了一种用于列车的排障扩散器，包括装设于列车头部和/或尾部的下方且用于清除轨道障碍的排障结构，排障结构呈半合围型结构，在排障结构所围区域内设有用于引导气体流向并对气体进行整流的扩散结构。通过同时设置排障结构和扩散结构，使排障扩散器同时具有了清除轨道障碍和对穿过排障结构、流经扩散结构的气流进行引导并整流的功能。相对于现有技术中的排障器具有排障功能的同时造成了车体底部气流的阻碍与拖曳现象，本发明所提供的技术方案通过扩散结构对带来阻碍和拖曳的气流进行整流并引导其有序通过排障扩散器，从而消除或缓解阻碍和拖曳现象、进而避免因设置排障设施干扰列车的正常运行。

公开(公告)号：CN116890886A

公开(公告)日：2023-10-17

申请号：CN202310858237.2

申请日：2023-07-13

Applicant: 中南大学

Inventor： 刘堂红 ,  许彬 ,  张洁 ,  陈晓栋 ,  高广军 ,  王鑫然 ,  高鸿瑞 ,  夏玉涛 ,  霍小帅

IPC: B61D17/02

Abstract: 本发明提供了一种提升大风环境下列车运行安全的涡控制方法，当列车遭遇横风时，通过列车顶面位于背风侧的涡流发生器，在横风下产生小尺度的流向涡，流向涡向下游背风侧发展，被吸入列车背风侧的大尺度拖曳涡，降低拖曳涡的强度，提升列车背风侧压力，减小列车横向力和倾覆力矩。本发明从对运行列车近体区流场进行涡结构干扰的主动干预思路出发，通过列车顶面的涡流发生器实现对大风环境下运行列车安全的主动控制，突破了风环境下运行列车安全的传统被动式控制措施研究思维，为列车运行安全的主动控制提供了新的研究思路，也为以后采用类似涡流发生器控制方法的列车运行安全主动控制技术的研究提供了有价值的参考依据。

公开(公告)号：CN114906184B

公开(公告)日：2023-10-17

申请号：CN202210600034.9

申请日：2022-05-26

Applicant: 中南大学

Inventor： 王家斌 ,  高广军 ,  商雯斐 ,  张洁 ,  姜琛 ,  张琰 ,  于尧 ,  汤鑫

IPC: B61F19/06 ,  B61D17/02

Abstract: 本发明公开了一种具有排障扩散器的列车，包括车体，车体设置有用于连接外部钢轨的车轮，车体底部端头设有用于清除轨道障碍并整流的排障扩散器；排障扩散器位于车体一端或两端；当其位于车体前端时，其形状构造配置成使气流进入排障扩散器并经其整流后排入车底；当其位于车体后端时，其形状构造配置成使车底气流进入排障扩散器并经其整流后排出。通过对排障机构进行优化，使其具备整流功能，从而能够优化尾车底部的气流流场，引导尾车底部气流流动，提升尾部气流流出车体底部区域的流动效率，从而降低车辆在运行时的气动升力，避免干扰高速列车在线路上的正常运行。

公开(公告)号：CN116517602A

公开(公告)日：2023-08-01

申请号：CN202310605701.7

申请日：2023-05-26

Applicant: 中南大学

Inventor： 张洁 ,  高广军 ,  刘堂红 ,  熊小慧 ,  李健 ,  伍钒 ,  王家斌 ,  孙博 ,  陈晓栋

IPC: E21D11/38 ,  E21D11/00 ,  E21D9/14

Abstract: 本发明提供了一种全域调控的高速铁路隧道、缓冲结构设计方法，包括：在隧道入口，通过缓冲结构延长初始压缩波的上升时间，使得压力上升分为两个阶段，降低压力梯度幅值；在隧道内部设置减压腔，使得压缩波在减压腔内发生多次振荡，耗散压力波能量从而缓解压力波和压力梯度幅值；同时也可在隧道内部壁面采用局部吸气方法进一步降低初始压缩波强度；在隧道出口，增大缓冲结构透孔率，引导气流通过孔流向外部耗散能量，进一步缓解隧道出口微气压波幅值。本发明通过在隧道入口‑隧道中‑隧道出口逐级能量耗散实现对隧道内交变压力幅值、隧道出口微气压波的有效缓解，满足多运行条件下列车快速通过隧道的气动要求，且同时能够满足双向行驶需求。

公开(公告)号：CN116399497A

公开(公告)日：2023-07-07

申请号：CN202310674841.X

申请日：2023-06-08

Applicant: 中南大学

Inventor： 陈晓栋 ,  文波 ,  严来军 ,  高广军 ,  梁习锋 ,  刘堂红 ,  张洁 ,  熊小慧

IPC: G01L5/00 ,  G01M9/06

Abstract: 本发明公开了一种面向列车表面剪切应力的测量方法，包括以下步骤：基于预估的待测试列车表面所需的剪切模量，制备膜式传感器；将膜式传感器安装在静态标定试验台上，并进行表面像素与实际位移校准；依次旋转标定实验台进行增载和减载测试，并依次进行拍照，通过PIV互相关分析，构建剪切应变与剪切应力的关系，获得传感器的剪切模量；设置辅助光源，于静止状态下通过PIV相机捕捉膜式传感器上的粒子位置；启动风洞开展测试，通过PIV相机捕捉膜式传感器上粒子位置；通过PIV后处理系统计算膜式传感器上粒子位移，通过PIV后处理系统的图像处理得到表面的剪切应力分布。本发明可以灵活、简单、高分辨率的测试高速列车表面的剪切力分布。

公开(公告)号：CN116279611A

公开(公告)日：2023-06-23

申请号：CN202310221189.6

申请日：2023-03-09

Applicant: 中南大学

Inventor： 张洁 ,  许澳 ,  高广军 ,  刘堂红 ,  熊小慧 ,  孙博 ,  邓赞 ,  黄凤仪

IPC: B61D17/02

Abstract: 本发明提供了一种高速列车横风稳定性的优化方法，在高速列车的车体侧壁布置气囊，当高速列车运行中遇到横风时，将车体背风侧的气囊快速充气打开，使气囊扩充为横截面呈扁圆形，改善列车背风侧气流涡结构以减小高速列车横向力，同时通过气囊增加高速列车气动升力，最终减少高速列车的倾覆力矩。本发明突破了传统高速列车抗倾覆思路，通过快速形成一种刚‑柔性能匹配的气囊方式，来改变车体背风侧流场结构，达到对列车气动横向力及升力的多级调控，实现高速列车抗倾覆效果。

公开(公告)号：CN115923862A

公开(公告)日：2023-04-07

申请号：CN202310162682.5

申请日：2023-02-24

Applicant: 中南大学 ,  长沙理工大学

Inventor： 王家斌 ,  高广军 ,  商雯斐 ,  苗秀娟 ,  张洁 ,  姜琛 ,  王田天 ,  李健 ,  张琰 ,  于尧

IPC: B61F5/26 ,  B61F5/50

Abstract: 本发明公开了一种带有轴箱内置式转向架的轨道车辆，包括转向架和车体，所述转向架为轴箱内置式转向架，包括构架、轮对和外置制动装置，所述轮对包括车轮和车轴；所述外置制动装置为轴盘式制动装置，包括制动盘和制动夹钳，所述外置制动装置设置在轮对的外侧；所述车体包括隔热裙板，所述隔热裙板固定连接在车体的侧边，且位于车轮和外置制动装置之间，将外置制动装置隔断在车体外部。本技术方案通过隔热裙板将车体分隔出热区和冷区，热区位于车体外部，冷区位于车体内部，列车制动时制动装置产生的热量及对流换热形成的热空气有效限制在热区，以保证冷区内耐热性差装置的正常运作，从而提升轨道车辆运行的可靠性。

公开(公告)号：CN114837689B

公开(公告)日：2022-12-13

申请号：CN202210504461.7

申请日：2022-05-10

Applicant: 中南大学

Inventor： 张洁 ,  韩帅 ,  高广军 ,  刘堂红 ,  熊小慧 ,  王璠 ,  王雨舸 ,  黄凤仪

IPC: E21D9/14

Abstract: 本发明提供了一种基于入射空间角的隧道微气压波缓解方法，当列车靠近缓冲结构时，前方气流以球面波的形式向四周散开，并且该球面波的等效半径为隧道断面的水力半径，形成的空间角为1/4球体π，以该球体的球心为投影中心，将缓冲结构入口平面向球面S上投影，得到投影面积S1，定义入射空间角θ＝S1/S×π，通过减小入射空间角θ的大小，来减小列车通过隧道产生的微气压波。本发明满足了在既有铁路隧道的基础上，更高速列车顺利安全地通过隧道这一需求，通过对缓冲结构入射空间角特征与隧道出口微气压波之间影响机制的研究，可以得出高效缓解微气压波的缓冲结构模型，为缓冲结构设计提供新的方式。