在国家科技支撑计划重大项目“中国高速列车关键技术研究及 装备研制”,的资助下,中国科学院力学研究所高速列车团队形成了 较完备的高速列车空气动力学设计技术。建立了优化设计方法和动 模型实验平台,形成了我国高速列车空气动力学研究体系。其主要 特点有: 1) 基于压缩空气加速、磁涡流非接触制动、实验快速恢复等发明技 术,研制了世界上规模最大、实验速度最高的双向运行高速列车 动模型实验平台。同时,研制了具有弹性隔振支撑、加减速段限 位和实验段自动切换的车载六分量测力天平,填补了动模型气动 力测量的技术空白。利用该平台,已为我国多种高速列车研制提 供了气动实验支撑数据。 2) 发展了多目标优化设计方法,构建了高速列车气动优化设计平台。 以气动阻力、尾车升力和远场气动噪声为设计目标,通过优化, 得到了性能更优的标准动车组气动方案。大西线线路考核试验表 明,中国标准动车组具有更加优良的气动性能。 3) 本项目发展的高速列车气动优化设计技术,已用于我国 CRH380 系列、中国标准动车组、更高速度等级高速列车、城际列车等研 制,为中国高速铁路发展做出了突出贡献。
1. 在国家科技支撑计划重大项目“中国高速列车关键技术研究及装备研制”的资助下,中国科学院力学研究所高速列车团队形成了较完备的高速列车空气动力学设计技术。他们建立了优化设计方法和动模型实验平台,形成了我国高速列车空气动力学研究体系。其特点包括基于压缩空气加速、磁涡流非接触制动、实验快速恢复等发明技术,研制了世界上规模最大、实验速度最高的双向运行高速列车动模型实验平台等。
2. 他们还发展了多目标优化设计方法,构建了高速列车气动优化设计平台。这个平台以气动阻力、尾车升力和远场气动噪声为设计目标,通过优化,得到了性能更优的标准动车组气动方案。
3. 在应用领域方面,高速列车系列技术包括高速列车的气动特性评估、动模型试验和外形优化设计等。这些技术在高速列车设计和制造过程中起着重要的作用,可以提高列车的运行速度、减少能耗、降低噪声和增加舒适性等。
4. 在技术成熟度及应用案例方面,高速列车系列技术已经在多种高速列车上得到了广泛应用。例如,针对新一代CRH380A高速列车研制,完成了多种头型方案无横风和不同强度横风运行场景下的气动性能和气动噪声评估等。
2008 年,科技部与原铁道部签订了两部联合行动计划即《中国 高速列车自主创新行动计划》,启动了国家支撑计划重大项目“高速 列车关键技术研究及装备研制”,目标是研制最高运行时速 380 公里 的新一代高速列车。在此背景下,初步形成了目前的高速列车空气 动力学科研团队。 团队核心成员主要围绕高速列车气动性能和气动噪声评估、气 动优化设计、动模型气动实验技术、列车结构静/动强度评估和设计、 气动对车辆运行安全性和舒适性影响等开展研究。涉及空气动力学、 结构动力学、车辆动力学、噪声工程、实验技术等多学科系统耦合 问题。 该团队参与了我国已研制和在研的所有高速列车气动性能评估 和气动定型设计,具有较强的团队精神、科研攻关能力,对我国高 速列车设计技术提升和高铁产业的发展起到了不可替代的作用。
评价单位:“科创中国”天府大道科创走廊产业科技服务团 (中国技术经济学会)
评价时间:2023-10-18
综合评价
该技术不仅在理论上具有创新性,而且实验方法也得到了很好的实现。通过多目标优化设计方法,构建了高速列车气动优化设计平台,以气动阻力、尾车升力和远场气动噪声为设计目标,得到了性能更优的标准动车组气动方案。
总体而言,该项目技术思路方向很好,未来市场空间大,有利于当前政策要求,转化成熟度很高,值得支持推广。建议强化相应产品开发,加大产业链开发力度。
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