真空管道交通系统高速运行时的气动特性和能耗分析

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1、学校代号10532学号S1502W0228分类号U171密级公开工程硕士学位论文真空管道交通系统高速运行时的气动特性和能耗分析学位申请人姓名王海洋培养单位机械与运载工程学院导师姓名及职称杨易副教授黄锐高级工程师学科专业车辆工程研究方向空气动力学论文提交日期2018年5月18日学校代号：10532学号：S1502W0228密级：公开湖南大学工程硕士学位论文真空管道交通系统高速运行时的气动特性和能耗分析学位申请人姓名：王海洋导师姓名及职称：杨易副教授黄锐高级工程师培养单位：机械与运载工程学院专业名称：

2、车辆工程论文提交日期：2018年5月18日论文答辩日期：,2018年5月22日答辩委员会主席：程军圣教授工程硕士学位论文AnalysisofAerodynamicCharacteristicsandEnergyConsumptionofETTsystematHighSpeedOperationbyWANGHaiyangB.E.(ShandongUniversityofTechnology)2014AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequireme

3、ntsforthedegreeofMasterofEngineeringinVehicleEngineeringintheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorAssociateProfessorYANGYiSeniorEngineerHuangRuiMarch,2018真空管道交通系统高速运行时的气动特性和能耗分析摘要随着社会的发展和科技的进步，人们对速度和环保的要求也日益提高，作为主要出行方式的陆地交通系统已逐渐无法满足人们的需求，而真空管道交通系统

4、可以很好的满足人们对高速和环保的要求。目前国内外对真空管道交通系统的研究还主要停留在中低速的条件下，对跨音速、超音速条件下的列车气动特性以及能耗都很少涉及，而在可预期的未来，胶囊车必将以跨音速、超音速的运行车速行驶在其运行管道中，所以对超高速条件下的列车气动特性以及能耗的研究势在必行。本论文从胶囊车的环境压力、运行车速、阻塞比、车头车尾形状以及添加车载抽吸系统等参数入手，采用有限体积法，根据胶囊车在真空管道内的运行机理，建立起了胶囊车的二维以及三维模型，从而对胶囊车运行时的气动特性和能耗进行仿真分

5、析，结果表明：（1）胶囊车在运行时受到的总阻力随着胶囊车行驶管道内空气压力的增加而增加；（2）胶囊车在运行时受到的总阻力随着胶囊车运行车速的提高不断增加；（3）胶囊车头部为椭圆形、尾部为圆形时，胶囊车运行时的前后压差阻力最小，其减阻效果最明显；（4）提高胶囊车的运行车速、在胶囊车前后添加车载抽吸系统，可以有效控制KANTROWITZ极限现象;（5）随着胶囊车运行车速的提高，胶囊车运行时总的能耗是下降的;（6）在胶囊车前后添加车载抽吸系统的方案不仅可以减小胶囊车运行时所受到的总阻力，而且可以后效降低

6、胶囊车在运行时所消耗的能量。关键词：真空管道交通系统；跨音速；超音速；阻塞比；抽吸系统；KANTROWITZ极限现象；能耗II工程硕士学位论文AbstractWiththedevelopmentofsocietyandtheprogressofscienceandtechnology,thedemandforspeedandenvironmentalprotectionisincreasing.Asthemainmodeoftravel,thelandtransportationsystemhas

7、graduallybeenunabletomeettheneedsofpeople,andtheETTsystemcanmeettherequirementsofhighspeedandenvironmentalprotection.Atpresent,theresearchontheETTsystemisstillmainlyinthemediumandlowspeedconditionsathomeandabroad,meanwhiletheaerodynamiccharacteristics

8、andenergyconsumptionofthetrainunderthetransonicandsupersonicconditionsarerarelyinvolved.Intheexpectedfuture,thecapsuletrainwillberunningattransonicandsupersonicspeedintherunningpipeline,soitisimperativetostudytheaerodynamiccharacteristicsanden