高速轨道交通空气动力学

课程编码：080103M06001H 英文名称：High-speed Rail-transit Aerodynamics 课时：20 学分：1.00 课程属性：专业研讨课 主讲教师：郭迪龙等

高速轨道交通空气动力学是在列车运行速度大幅提高下发展起来的。本课程首先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。本课程可作为高速列车空气动力学专业的研究生或从事高速列车空气动力学研究的研究生的研讨课。

流体力学、空气动力学、计算流体力学、实验流体力学

第一章 高速铁路的发展与其他系统关系 2学时
第1节 中国与世界高速铁路发展历史
第2节 空气动力学与轨道交通其他系统的关系
第3节 高速轨道交通空气动力学主要研究内容
第二章 高速列车的流动及气动力初步 2学时
第1节 高速列车的阻力组成及表达公式
第2节 高速列车外形对气动力的影响
第3节 高速列车扰流的流动特性
第三章 横风条件下高速列车的流场特性及气动特性 2学时
第1节 横风风场
第2节 横风条件下高速列车的绕流流动
第3节 横风条件下气动力与车速、风速、风向角的关系
第4节 大风环境列车行车安全保障
第四章 明线交会的气动特性及影响 2学时
第1节 明线交会压力波特征
第2节 明线交会气动力特性
第3节 明线交会气动力的综合影响因素（速度、间距等）
第4节 列车交会行车安全评估
第五章 隧道压力波及影响 3学时
第1节 隧道压力波特征
第2节 波叠加法
第3节 最不利隧道长度的提出
第4节 隧道压力波的影响因素
第5节 隧道运行的阻力特性
第6节 微气压波
第7节 压力舒适度标准
第六章 高速列车气动噪声 1学时
第1节 高速列车气动噪声初步
第2节 部件对高速列车气动噪声的影响
第七章 高速列车空气动力学控制方程求解 2学时
第1节 空气动力学流动控制方程
第2节 湍流模型的适应度
第3节 网格拓扑
第4节 离散格式初步
第5节 边界条件
第八章 高速列车的试验方法（试验地点为力学所怀柔动模型实验室） 2学时
第1节 风洞试验介绍
第2节 实车试验介绍
第3节 动模型试验平台介绍及试验操作
第九章 高速列车的外形优化 2学时
第1节 优化理论及其发展历程
第2节 几何参数化及其发展历程
第3节 代理模型及其发展历程
第4节 高速列车外形优化流程
第5节 高速列车外形优化算例
第十章 轨道交通空气动力学常用软件介绍 2学时
第1节 starccm+软件介绍，
第2节 fieldview后处理软件介绍
第3节 作业布置

郭迪龙：中国科学院力学研究所正高级工程师，博士生导师，主要从事列车空气动力学，非定常流动，高超声速飞行器试验研究工作。