高速轨道交通空气动力学  080103M06001H

学期:2020—2021学年(春)第二学期 | 课程属性:专业研讨课 | 任课教师:杨国伟
授课时间: 星期一,第1、2 节
授课地点: 教一楼121
授课周次: 1、2、3、4、5、7、8、9、10、11
课程编号: 080103M06001H 课时: 20 学分: 1.00
课程属性: 专业研讨课 主讲教师:杨国伟 助教:郭迪龙
英文名称: High-speed Rail-transit Aerodynamics 召集人:

教学目的、要求

使研究生了解国内外高速铁路发展历程;掌握轨道交通空气动力学基本理论;掌握研究轨道交通空气动力学的力学模型、计算方法及边界处理方法;了解高速轨道交通空气动力学车载和地面实验技术;达到初步具备解决轨道交通空气动力学问题计算、实验和分析的能力。

预修课程

流体力学、空气动力学、计算流体力学、实验流体力学

教 材

自编讲义(未完成前以PPT讲解为主)

主要内容

第一章、高速轨道交通发展史、气动与其他系统关系(2学时)
1、高铁发展历史
2、空气动力学与轨道交通其他系统的关系
3、高速轨道交通空气动力学主要研究内容
第二章、计算空气动力学方法(2小时)(教学难点)
    1、空气动力学控制方程
2、空气动力学方程求解方法
4、边界条件处理
第三章、轨道交通空气动力学实验技术(2小时)(教学重点)
1、风洞实验技术
2、轨道交通动模型实验技术
3、轨道交通线路试验技术
第四章、轨道交通空气动力学计算方法(2小时)(教学重点)
1、明线和横风工况计算方法
2、隧道通过工况计算方法
3、明线和隧道会车计算方法
第五章、流体力学软件介绍(2小时)
      1、Fluent 流体力学软件介绍
      2、Fluent软件用于轨道交通空气动力学的求解方法和处理过程
      3、布置上机作业
第六章、轨道交通空气动力学基本规律分析(4小时)(教学重点)
      1、高速列车气动特性
      2、列车风
      2、交会压力波
      3、隧道压力波与微气压波
      3、横风效应
      4、其它工况气动特性
第七章、其它高速轨道交通(2小时)
      1、磁浮列车空气动力学
      2、新概念轨道交通(学生通过查资料讲解、老师与学生互动)
教学手段与方法:由主讲人以ppt文件播放、系统讲解、课堂讨论、作业训练等综合方法开展此门课程的教学工作。每次课按2学时集中授课,整个课时包括2学时在力学所怀柔高速列车动模型实验室熟悉实验流程和测量方法、1小时新概念轨道交通介绍(学生介绍)、2小时上机计算答疑;2小时考试(学生介绍作业完成情况),达到专业研讨课和师生互动的目的。
考核方式:针对轨道交通典型运行工况,布置上机计算作业,要求学生分组协同完成作业,并形成分析报告和讲解PPT,依据学生掌握知识情况,给出考试成绩。

参考文献

1. Joseph Sussman,Introduction to Transportation Systems,Artech House, 2000.
2. 田红旗,列车空气动力学,中国铁道出版社,2007.