阻塞比對真空管道交通系統(tǒng)氣動生熱及傳熱的影響.pdf

1、隨著列車運行速度的提高，列車與周圍空氣間摩擦作用加劇。在正常大氣壓環(huán)境中，當(dāng)列車速度超過400km/h時，空氣阻力占到總阻力的80％以上。這應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是相當(dāng)不經(jīng)濟的，同時也嚴(yán)重阻礙了列車運行速度的進(jìn)一步提高。于是，人們便提出了真空管道交通系統(tǒng)這一設(shè)想。盡管真空管道交通系統(tǒng)相關(guān)研究工作已經(jīng)逐步展開，但目前的工作僅局限于內(nèi)部壓力場研究，并未涉及系統(tǒng)內(nèi)部列車高速運行時車體與周圍介質(zhì)劇烈摩擦而引起的一系列氣動熱(Aerodynamic heati

2、ng)問題，以及隨氣動熱而來的一系列熱力學(xué)問題。這些氣動熱的產(chǎn)生和傳播不僅會影響到系統(tǒng)的高速高效運行，更會直接影響系統(tǒng)的安全運營。
　　本文以真空管道交通系統(tǒng)內(nèi)部氣動生熱及傳熱為研究對象，利用Ansysworkbench13.0仿真軟件，基于粘性流體的Navier-Stokes方程和k-ε雙方程湍流模型，首次在三維可壓縮條件下建立真空管道交通系統(tǒng)三維物理模型及數(shù)學(xué)模型，分別對穩(wěn)態(tài)下以及列車勻速運行一小時，不同阻塞比條件下的真空管道

3、系統(tǒng)運行進(jìn)行數(shù)值仿真，并對仿真結(jié)果進(jìn)行了分析。
　　本文主要對真空管道內(nèi)不同管內(nèi)壓力（0.1 atm、0.5atm）下，高速列車以不同速度(150m/s、200 m/s)運行時，不同阻塞比(0.18、0.23、0.32、0.46)條件下的速度場、壓力場及溫度場進(jìn)行了模擬仿真，重點探析了列車在真空管道中高速運行時產(chǎn)生的氣動熱問題，深入研究了氣動熱受阻塞比影響下的系統(tǒng)溫度場變化規(guī)律。對比仿真結(jié)果得出:列車速度和系統(tǒng)管道內(nèi)壓力一定的條件