基于空气动力学的高速受电弓研究

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1、糾漏．ｗ舰＿＿Ｗ＿硕士学位论文＿ＭＡＳＴＥＲＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ＾■－论文题目：基于空气动力学的高速受电研究ｐ＝：■＾车辆工程：学科专业一」＋国内图书分类号：Ｕ２６６．２Ｕ２６４．３４密级：公开；国际图书分类号：６２９西南交通大学研究生学位论文基干空气动力学的高速受电弓研究年级二零一二级姓名张雪申请学位级别工程硕士专业车辆工程指导老师王俊勇教授二零一五年五月ＣｌａｓｓｉｆｉｅｄＩｎｄｅｘ：Ｕ２７０．３３Ｕ．Ｄ．Ｃ：６２９ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＪｉａｏｔｏｎＵ

2、ｎｉｖｅｒｓｉｔｇｙＭａｓｔｅｒＤｅｇｒｅｅＴｈｅｓｉｓＲＥＳＥＡＲＣＨＯＦＨＩＧＨＳＰＥＥＤＰＡＮＴＯＧＲＡＰＨＢＡＳＥＤＯＮＡＥＲＯＤＹＮＡＭＩＣＳＧｒａｄｅ：２０１２Ｃａｎｄｉｄａｔｅ：ＺｈａｎＸｕｅｇＡｃａｄｅｍｉｃＤｅｇｒｅｅＡｐｐｌｉｅｄｆｏｒ：ＭａｓｔｅｒｏｆＤｅｇｒｅｅＳｅｃｉａｌｉｔ：ＶｅｈｉｃｌｅＥｎｉｎｅｅｒｉｎｇｐｙｇＳｕｐｅｒｖｉｓｏｒ：Ｐｒｏｆ．ＷａｎｇＪｕｎｙｏｎｇＭａ．２０１５ｙ西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规

3、定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以釆用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于１．口保密，在年解密后适用本授权书；２．不保密《使用本授权书。“’’（请在以上方框内打Ｖ）学位论文作者签名：指导老师签名：Ｍｉ＂．１２日期：日期：５／５西南交通大学硕士学位论文主要工作（贡献）声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：论文以高速受电弓的空气动力学特性为研究对象，分析研究了受电弓在高速运行

4、时周围空气运动的基础理论。运用三维实体建模软件ＣＡＴＩＡ建立受电弓实体模型，利用流体力学软件ＩＣＥＭ和Ｆｌｕｅｎｔ进行仿真分析，确定高速运行时受电弓周围空气流场的状态时对其机械结构进行了相应的分析验证－。建立受电弓，同接触网系统親合动力学模型，加载受电弓空气动力特性，分析研究其对弓网受流的影响，并且将仿真数据与实测数据、标准ＥＮ５０３６７进行分析验证。以弓网親合动力学模型为基础，探讨受电弓部分结构设计参数对弓网受流的影响，讨论自动降弓阔结构参数对整个受电弓系统的保护影响情况一，为实际运用过程中受电弓的设计提供种可行的参考依据。：本人郑重声明所呈交的学位论文

5、，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成。果除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明。本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。日期：西南交通大学硕士研究生学位论文２２摘要弓网受流系统，作为现代高速列车电力牵引系统的重要子系统，同时也是列车运行一的动力之源，已经成为现代高速动车组的个关键技术领域。随着列车运行速度的提高，受电弓的空气动力作用对于弓网受流的影响越来越显著，受流质量的好坏直接影响动车组运行的安全性能，空气对受电弓的

6、作用力与运行速度的平方成正比，良好的受电弓机械结构、空气动力学性能和控制系统是保证良好弓网接触的基础。因此，考虑空气动力学对受电弓的影响，围绕受电弓结构、空气动力学的优化问题对高速受电弓的发展有重要的意义。本文以高速受电弓空气动力学为研究对象，基于空气动力学理论，运用流体力学分析软件Ｆｌｕｅｎｔ对受电弓周围流场进行讨论分析，然后运用Ｃ语言编写程序建立弓网锅合模型，分析受电弓结构参数对受流质量的影响。一首先，本文论述了空气动力学基础理论知识和流场的运动机理，为进步分析受电弓的空气流场、机械结构以及空气动力特性对弓网受流的影响做基础。其次，利用三维实体建模

7、软件ＣＡＴＩＡ建立高速受电弓的几何模型，运用流体力学分析软件ｎｕｅｎｔ进行仿真研究，分别讨论了在无环境风和侧风条件、开口运行方向和闭口运行方向不同条件下的高速受电弓下臂杆、上臂杆和弓头组件的气动阻力和气动升力，同时建立周围空气流场云图，使对受电弓周围空气的运动状态有更加直观的理解。通过对其机械结构的分析，根据其结构尺寸，通过计算将仿真所得的气动升、阻力转化为直接作用在受电弓弓头的气动抬升力，分析其在。运用Ａｎ