• ISSN 0258-2724
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高速列车头型多目标气动优化设计

张亮 张继业 李田 张卫华

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引用本文: 张亮, 张继业, 李田, 张卫华. 高速列车头型多目标气动优化设计[J]. 西南交通大学学报, 2016, 29(6): 1055-1063. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2016.06.003
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Citation: ZHANG Liang, ZHANG Jiye, LI Tian, ZHANG Weihua. Multi-objective Aerodynamic Optimization Design for Head Shape of High-Speed Trains[J]. Journal of Southwest Jiaotong University, 2016, 29(6): 1055-1063. doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2016.06.003

高速列车头型多目标气动优化设计

doi: 10.3969/j.issn.0258-2724.2016.06.003
基金项目: 

国家自然科学基金资助项目(51475394)

高速铁路基础研究联合基金资助项目(U1234208)

详细信息
    作者简介:

    张亮(1989-),男,博士研究生,研究方向为高速列车空气动力学及优化设计,E-mail:swjtu.zl@163.com

Multi-objective Aerodynamic Optimization Design for Head Shape of High-Speed Trains

  • 摘要: 为提高明线运行的高速列车气动性能,以头车气动阻力和尾车气动升力为优化目标,对高速列车头型进行了多目标自动优化设计.以某新型高速列车为原型,建立了包含转向架区域的高速列车参数化模型,提取了7个设计变量,分别控制鼻尖高度、端盖开闭机构顶端高度、驾驶室车窗高度、水平最大外轮廓线横向宽度、头型中部辅助控制线凹凸度、转向架区域横向宽度和隔墙倾角,并基于计算流体动力学理论,建立了高速列车空气动力学模型.应用该模型计算作用在列车上的气动力,通过多目标遗传算法自动更新设计变量,实现了高速列车头型的自动优化设计.对优化目标与设计变量的相关性进行分析,结果表明:驾驶室车窗高度和转向架区域横向宽度对头车阻力影响最大,头型鼻尖高度和中部辅助控制线凹凸度对尾车升力影响最大;优化后得到6个Pareto最优头型,与优化前的头型相比,头车阻力最多减小3.15%,尾车升力最多减小17.05%.

     

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  • 收稿日期:  2015-07-17
  • 刊出日期:  2016-12-25

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