Giriş: Yüksek Hızlı Rail'de Sınır Katman Engeli

Yüksek hızlı tren araçları uzun mesafe yolculuğu yeniden tanımlamış, operasyonel hızlar rutin olarak 300 km/h ve deneysel prototipler 600 km/h. Bu nedenle, aerodinamik sürüklenmeler, viskous etkileri yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş yavaş

Yüksek Hızlı Rail'de Sınır Katmanının Fiziği

[FONT=0]Çalışkanlık tabakası[[Dönetici:0)[Dönetici)[Dönetici)[Döneticileri ve hız dalgalanmaları ile karakterize edilen bir akış geçişleri ile, alt hızlar ve daha yüksek basınçlar ile birlikte, trenin gerisinde artışlar ve büyük bir uyanma bölgeye yol açan bir akış geçişleri ile karakterize eder. Turbulent sınır tabakaları, laminarlardan önemli ölçüde daha yüksek deri sürtünmeye sahiptir.

Yüksek hızlı trenler özellikle uzun vücutlarından dolayı hassastır, gırt burunları ( sürücü görünürlük için), ve pantograflar, soğutma alımı gibi karmaşık uygulamalar, ve inter-car boşlukları. Bu geometrik özellikler, erken geçiş ve ayrılık bölgeleri belirlemek için yerel baskı katlarını öngörür. - Reynolds numarası, yüzey kabalığı ve eğriliği etkiler - etkili baskı stratejileri tasarlamak için gerekli.

Aktif Akış Kontrol Teknikleri

Plazma Akıcılar

Plazma hareketleyiciler, dielektrik bariyer deşarjı (DBD) cihazları dahil olmak üzere, yüksek hızlı trenlerde yüksek gerilimli bir çiftle mevcut olan bir elektrot makinesi, trenin yüzeyinde gömülü olan bir hava, bitişik bir akış, yeniden enerjik bir şekilde azaltılabilir.

Sentetik Jets

Sentetik jet hareketleri, dış hava tedarikini gerektirmeden bir boşluktan oluşur ve çatıdaki eğimli bir tabandan gelen ve pantograf tabandan gelen dizilerin toplamı %35 / 100 $ arasındaki hıza kadar hız verir.

Dağıtılmış Suksiyon ve üfleme

Aktif suksiyon, düşük seviyeli sıvıyı, yüksek hızda raylı sistemlerle temizler ve Alman Havacılık Merkezi (DLR) 1:8 ölçekli ICE benzeri bir model üzerinde bir suksiyon sistemi test eder ve çatıdaki önde gelen deri sürtünmesini arttırır.

Pasif teknikler: Yüzey Modifications and Kaplamas

Riblets ve Microstrucs

Köpekbalığı cilt tarafından ilham alın, ribeks küçük, uzun süreli ortalamalar (tipik olarak 50-200 μm yüksek ve uzaylı 100-400 μm ayrı) bu tür ciltleri azaltarak, yakın el değnek bir düşüşe yol açıyor. Etkisi, bir sonraki mikrobiyografide ilişkili olan akışlı akışların oluşumunda doğrudan test edilir.

LaminarFlow-Promoting Kaplamalar

Superhidrfobik ve ribbed kaplamaları, duvar sınır durumunu değiştirerek geçişleri de geciktirebilir. Örneğin, gömülü mikro ölçekli sütunlar ile ince, esnek kaplamalar, serbest uçlu ve yükleyici dalgalara kadar uzanan uyumlu bir yüzey yaratır - bu kaplamalar hala laboratuvar aşamasındadır, bunlar laminar-turbulunma geçişleri için enginar akışlarında% 15 uzatma yapar.

Yörd ve Steped Surface Textures

Tri-pattern dimples veya transverses gibi yüzey dokuları incelendi. Fransız TGV, büyük ayrılık balonlarının oluşumunu önlemek için burun uçlarında hafif bir artışla deneyerek, yüksek hızlı trenlerle meydana gelen bir boşluktan kaçındı.

Aerodinamik Shaping ve Tasarım Optimizasyonu

Akışkan Nose ve Tail Forms

Almanya'nın en sezgisel sınırının en iyi şekilde önlediği, doğrulanmış bir şekilde, yüksek çözünürlükte bulunan ve doğrulanmış bir şekilde yapılanma ile ilgili olarak, L0 serisine kıyasla 20 $ / DSL) eklenmiş olan, ince bir şekilde kapatılmış olan bir şekilde, yüksek çözünürlükte bulunan bir şekilde, yüksek çözünürlükte bulunan bir yüksek çözünürlükte bulunan bir şekilde, yüksek çözünürlükte bulunan bir şekilde sabit bir şekilde sabit bir şekilde ayarlanmış olan bir sistemdir.

Pantograf ve Inter-Car Gap Yönetimi

Pantograflar ve çatı destekli ekipman yerelleştirilmiş sınır tabakalarını ayırıp, sürüklenme kaynağına önemli ölçüde katkıda bulunur.Şimdi sınır tabakasının uygun fiyatlı ve yeniden ulaşılabilir olması, bir ivme oluşturmak gibi aktif cihazlar kullanın. Solutions, boşlukları tamamen mühürlemek ve boşlukları ekleyecek şekilde, boşlukları tutmak için esnek bir kontrasepsiyon kenarlarını içerir.

Bütünleşik Nose-Body-Tail Optimizasyonu

Tam olarak form optimizasyonu, burun, çatı geçişi, aracı boşlukları birleştirerek, en büyük faydaları sağlar. Multi-objective Genetic algoritmaları kullanarak, araştırmacılar Birmingham Üniversitesi'nde (UK) aktif sistemlere olan güven oranını azalttı - maliyet ve karmaşıklık.

Gelişen ve Hibrit Yaklaşımlar

Yüzeyler ve Akıllı Malzemeler

Uçaktaki kalıp veya sertlikte aerodinamik yüklere yanıt veren yüzeyler, sonraki sınırı temsil eder. Şekil-memory alaşım (SMA) çatıdaki şeritler, yerel eğriliği ayarlamak için programlanabilir, çatıdan gelen geçişleri yan panellere kadar düzeltebilir.Bu, aksi takdirde yüksek derecede hızlı rüzgarlar için yüksek derecede cazip bir özellikte meydana gelen bir buharlı hava akış oluşturmak için gerçek zamanlı olarak geri yükleme yeteneğinin oluşmasını engelleyebilir.

Plazma-Real-Time Control Loops

Plazma hareketleyicilerini basınç sensörleri ve geri bildirim algoritmaları ile birleştirmek gerçek zamanlı sınır tabakası kontrolü sağlar. kapalı bir sistem, bir CRH380A modelinin arka çeyreği üzerinde bir artış, 500 W'den daha az bir güç tüketimiyle azaltılır. Bu tür teknoloji, havafoillerde kanıtlanır; yüksek hızlı trenler için, bir CRH380A modelinin arka çeyreği üzerinde bir araştırma için 4% sürüklenme sağlar.

Hybrid Passive-Active Systems

Aktif bir darbeli tüfekleri birleştirmek sinerji: kaburgalar temel akışta deri sürtünmeyi azaltır ve jetler için sadece% 3'e kıyasla, yüksek olubalı sistemlerde mikro metinli olarak uygulanabilir.Spektif olarak bıçaklanmış bir deneyler ve pullanmış bir jetonlar ile en yüksek çözünürlükte, her ikiyüzlü bir cilde entegre edilir.

C ⁇ ve Deneysel Geçerlilik Yöntemleri

Sınır tabaka baskı teknikleri, doğru tahmin araçları üzerinde ağırlığa sahiptir.ETHFLT:0)Large Eddy Simülasyonu (LES)) ve ESFLT:2)Detached Eddy Simülasyonu (DES)) şu anda, takip eden temel yapılı yapıları test etmek için kullanılan, doğru trenlerin analiz edilmesi ve doğru trenlerin doğru analiz edilmesi için temel alan ve doğru trenlerin analiz edilmesi için kullanılan temel yapılı sistemler için kullanılan bir çok yönlü bir uygulama yaklaşımın kullanılması için kullanılır.

Gerçek trenlerde alan testleri pahalı olsa da, son doğrulama adımını sürdürüyor. JR Central ve SNCF gibi operatörler, baskı kapakları, sıcak film sensörleri ve kızılötesi kameraları ile üç yıl boyunca yeni teknikler getiriyor.Bu testlerden gelen veriler tahmin edilebilir kapasiteye geri beslemeye geri dönüyor.

Meydanlar ve Future Outlook

Bu tekniklerin söz konusu olmasına rağmen, birkaç engel üretim toleransları, kirlenme (sanayi, böcekler, yağmur) ve yüzeyin yaşlanması gerekir[Dönetici: 1:10 model üzerinde çalışan bir laboratuvar-öldürücü, yüksek uzunlukta bir trenle performans göstermeyebilir (enerji, böcekler, yağmur) ve yüzeyin küçülmesi gerekir.[Dönetici).

Gelecekte muhtemelen aritmete bir yaklaşım göreceksiniz:0)hybridal, adaptive approach[[Döneticileri değiştir] birden çok teknik, operasyonel koşullara ayarlayan bir denetim sistemi altında birleştirilir: Kulübünler sadece üst hızlarda veya tünel girişlerinde dönerler ve şekillendirme optimizasyonu devam eder.

Sonuç: Sonraki Nesil Demiryolu için kritik bir yol

Sınır tabaka baskısı, yüksek hızlı tren performansı için en etkili araçlardan biridir. Paseks ve aerodinamik aktif plazma aksiyonculara ve gerçek zamanlı kontrol döngülerine yol açıyor, mevcut olan yenilikçi bir araç kutusu sunuyor.En başarılı uygulamalar, birden fazla yolcuyu bir araya getirecek - hedefli müdahale için aktif olarak, ve genel tasarım için hesaplamalı bir şekilde, küresel olarak hızlı bir şekilde hızlı bir şekilde uygulama için.