列车空气动力学作业题及答案

1、列车空气动力学随堂作业及答案1. 空气动力学中所研究的运动流体范围分为几个区段？答：空气动力学中所研究的运动流体范围用马赫数表示，一般分为5个区段：1)低速流Ma<0.3(V=102m/s367km/h)2)亚音速流0.3<=Ma<0.8(V=272m/s979km/h)3)跨音速流0.8<=Ma<1.4(V=476m/s1714km/h)4)超音速流1.4<=Ma<5(V=1700m/s6120km/h)5)高超音速流Ma>=52. 列车空气动力学主要研究的内容包括哪些？答：1)不同运行环境下高速绕过列车流动的空气作用于列车上的空气动力、力矩及

2、其产生的机理；2)不同运行环境下高速列车引发的空气动力问题对周围环境影响的规律；3)降低列车空气动力效应的措施。3. 列车空气动力学试验方法主要有哪些？答：列车空气动力学试验方法主要有：实车试验、模拟试验、等。4. 列车空气动力学数值计算方法的网格生成技术中网格分类有哪些种类？答：网格分类为：结构网格、非结构网格和混合网格。5. 什么是流线型形状？答：能使流场绕三维物体外表面顺畅流动，在交界面处不产生或基本不产生流动分离现象的三维物体形状，即自然地空气流动形状。6. 完全气体的状态方程是什么？(解释每项表示的含义)答：p=RpT;p一气体压力；R气体常数；p-空气密度；T-绝对温度。7. 列出

3、我国铁路主要技术政策中会车侧墙间距规定的内容？答：200km/h时，线间距A4.4m;250km/h时，线间距A4.6m;300km/h时，线间距A4.8m;350km/h时，线间距A5.0m。8. 动车组通过隧道时的表面压力的特点是什么？答：，将引起隧道内空气压力急剧波动，因此列车表面上各处的压力也呈快速大幅度变动状况，完全不同于在明线上的表面压力分布。9. 列车在隧道中运行时车内压力变化要求值是多少？答：车内压力波动不超过1000Pa，气压变化率不大于200Pa/s。10. 考虑到列车通过隧道时的压力，对隧道截面面积要求值？答：普通铁路：30m2；高速铁路：日本64m2;德国94m2;法国

4、100m2;中国高速铁路拟选100m2。11. 与列车交会空气压力波有关的列车交会速度工况有哪几种？答：主要有：列车静止交会、列车等速交会、列车不等速交会等三种工况。12. 动车组头部流线化设计包括哪些？答：1）头部纵向对称面上的外形轮廓线设计；2）俯视图最大轮廓线形设计；3）头部外形与车身外形过渡；13. 解释：空气比容、空气弹性模数E？答：空气弹性模数E:空气压强增量与空气单位比容增量C之比空气比容:单位空气质量所占有的容积，即C=1/。14. 列车空气阻力定义是什么？答：列车运行时的表面压力和切应力沿列车运动方向形成的合力，即列车空气压差阻力和列车空气摩擦阻力之和。15. 解释列车空气升

5、力的定义？答：列车运行时的车辆表面压力和切应力沿垂直向上方向形成的合力，即沿垂直方向的车辆表面空气摩擦升力和压差升力之和。16. 列车表面空气压力与表示方法是什么？答：列车是在大气环境下贴地运行的长大物体，其经过线路空间存在的空气介质必然会被列车排挤开，以便列车通过，从而在列车表面产生沿法线方向的压力。表示为：pb=p-poo；pb表示列车表面空气压力（Pa）,p表示列车表面静压（Pa）,pg表示参考大气压（Pa）。17. 列车会车时压力波对乘客的影响有哪些？答：高速列车在会车时，特别是在隧道内会车时，车体表面将受到正负数千帕的瞬时压力变化。压力波动传递到车厢内，旅客会感到不舒适，轻者压迫耳膜

6、，重则头晕恶心，甚至造成耳膜破裂。18. 列车空气阻力主要由哪三部分组成？答：答：一是头部及尾部压力差所引起的阻力，成为“压差阻力”；二是由于空气粘性而引起的作用于车体表面的剪切应力所造成的阻力，成为“摩擦阻力”；三是干扰车辆光滑表面的突出物所引起的阻力，成为“干扰阻力”。19. 会车压力波幅值的影响因素有哪些？答：1）随着会车列车速度的大幅度提高，会车引起的压力波的强度将急剧增大。2）会车压力波幅值随着头部长细比的增大而近似线性地显著减小。3）会车压力波幅值随会车列车内侧墙间距增大而显著减小，但减小的幅度随会车内侧距离增大而逐渐减小4）会车压力幅值随会车长度增大而近似呈线性地明显增大5）经验

7、计算公式表明，会车压力波近似地与（u1+u2/8）人2（u1为通过车速度，u2为观测车速度）成正比。20. 对车辆密封性要求有哪些？答：1）整车落成后的密封性能要求达到车内外压力差从3600Pa降至1350Pa的时间大于18s；2）车体结构的内外压力差从3600Pa降至1350Pa须大于36s；3）组成后的车窗、车门、风挡应能在4000Pa的气动载荷的作用下保持良好的密封性，对空调通风装置、供排水和卫生系统等也有一定密封性要求。21. 目前气压变化环境下人体舒适度（车厢内空气压力允许变化率标准）评价有哪两种方法？答：（1）一种是从压力变化幅值和压力变化率两个指标来进行评估，如日本、德国等；（2）另一种是考核某一时间段内的压力变化幅值，如英国、美国等，这一时间段是根据人耳对外界气压变化完成自我调整所需时间来确定的，考虑了人体生理的需求，因此，已被大多数国家所采用。我国尚未制定该标准。22列车模型压力分布测量是什么？其目的什么？答：模型压力分布测量通常又叫侧压实验，其目的是测量车辆模型及部件等表面的压力分布，为车辆及其部件结构强度计算提供压力载荷；为研究车辆流动性能提供数据，是验证数值计算方法是否准