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真空管道磁悬浮列车空气阻力仿真及其救援研究

刘元森  
【摘要】:真空管道磁悬浮运输是一种能解决未来能源枯竭的交通方式,是一种未来可以依赖的交通运输方式。真空管道磁悬浮列车系统的基本构想:将永磁轨道以及高温超导磁悬浮列车置于抽成一定真空度的封闭管道之中,然后通过分段铺设在轨道下方的直线电机加速,因排除了机械摩擦阻力和高速运行的空气阻力的制约,也不受制于气候的影响,磁悬浮列车可以在数倍于飞机的速度运行。真空管道磁悬浮列车的高速给我们带来快速的同时,对其救援系统就提出了更大的挑战---真空管道磁悬浮救援系统。 本文系统介绍了真空管道磁悬浮的基本理论以及对磁悬浮列车所受的空气阻力。通过以二维粘性、定常、可压缩Navier-Stokes方程以及κ-ε双方程湍流模型理论基础,利用流场分析软件Fluent有限元动网格方法通过改变运行环境的真空度,列车与管道的阻塞比和磁悬浮列车运行速度对磁悬浮列车空气阻力车空气阻力系数的影响进行模拟仿真。并借鉴其他现有交通的紧急救援方案上提出了真空管道磁悬浮救援的可靠方案,建立了物理和数学模型并对其进行数值分析计算,进而分析模拟模型的可靠性,最后得出结论。


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