多线路工况下高速列车纵截面轮廓设计方法研究.ppt.ppt

《多线路工况下高速列车纵截面轮廓设计方法研究.ppt.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《多线路工况下高速列车纵截面轮廓设计方法研究.ppt.ppt（32页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、多线路工况下高速列车纵截面轮廓设计方法研究.ppt Still waters run deep.流流静静水深水深,人人静静心深心深 Where there is life,there is hope。有生命必有希望。有生命必有希望提纲提纲 研究背景与意义研究背景与意义 列车外形设计国内外研究现状列车外形设计国内外研究现状 列车外形数值设计方法列车外形数值设计方法 多线路工况下列车纵截面轮廓设计多线路工况下列车纵截面轮廓设计 总结总结交融思想交融思想,启迪智慧启迪智慧-全国博士生学术论坛全国博士生学术论坛1 1、研究背景与意义、研究背景与意义工程意义工程意义列车提速列车提速,引起系列气动力学问题

2、引起系列气动力学问题:,:,其原因其原因“十二五十二五”科科学学和技和技术发术发展展规规划划 (2011(2011年年7 7月月1313日日)国家需求国家需求交融思想交融思想,启迪智慧启迪智慧-全国博士生学术论坛全国博士生学术论坛学术意义学术意义2 2、国内外研究现状、国内外研究现状-试验设计法试验设计法外形参数对列车外形参数对列车气动性能影响试验气动性能影响试验列车外形列车外形试验方案试验方案经验经验最优方案最优方案方案对比方案对比SC22SC31GE20ME20MD10KS30SD17SD18日本铁道综合研究所日本铁道综合研究所德国德国交融思想交融思想,启迪智慧启迪智慧-全国博士生学术论坛

3、全国博士生学术论坛2 2、国内外研究现状、国内外研究现状-仿生学设计法仿生学设计法日本日本500500系列头型系列头型Beak of the kingfisher bird Nose shape of 500 train Noise stand 75db,before 802 2、国内外研究现状、国内外研究现状-仿生学设计法仿生学设计法500500受电弓受电弓After 75Small saw-toothed feathers 交融思想交融思想,启迪智慧启迪智慧-全国博士生学术论坛全国博士生学术论坛2 2、国内外研究现状、国内外研究现状-数值设计法数值设计法方案对比方案对比=最优化？最优化？上

4、述方法有什么问题上述方法有什么问题?随着随着CFDCFD与优化理论的发展与优化理论的发展,交融思想交融思想,启迪智慧启迪智慧-全国博士生学术论坛全国博士生学术论坛M.IIDA(伊达,1997)等等S.Krajnovi(柯瑞内,2007)Bombardier 2 2、国内国内外的外的研研究究现状现状-数值设计法数值设计法交融思想交融思想,启迪智慧启迪智慧-全国博士生学术论坛全国博士生学术论坛Yo-Cheon Ku eat al.(游臣库,in press)2 2、国内国内外的外的研研究究现状现状-数值设计法数值设计法交融思想交融思想,启迪智慧启迪智慧-全国博士生学术论坛全国博士生学术论坛V.V.

5、Vytla(魏特拉,2010)Yo-Cheon Ku(2010)Mulitiobjective optimization Micro pressure waveAerodynamic drag Aerodynamic NoiseAerodynamic drag 2 2、国内国内外的外的研研究究现状现状-数值设计法数值设计法100%Drag 100%Noise 2 2、国内国内外的外的研研究究现状现状-数值设计法数值设计法Yo-Cheon Ku(2010)Jongsoo Lee 等(李,2008)交融思想交融思想,启迪智慧启迪智慧-全国博士生学术论坛全国博士生学术论坛2 2、国内国内外的外的研研

6、究究现状现状-数值设计法数值设计法SUN ZhenXu(孙振旭,2010)北京大学湍流与复杂系统国家重点实验室 Many research,but.So,交融思想交融思想,启迪智慧启迪智慧-全国博士生学术论坛全国博士生学术论坛参数化建模参数化建模结束是是计算目标函数值计算目标函数值否否CFD开开始始最优最优3 3、外形数值设计方法、外形数值设计方法-一般方法一般方法为什么为什么“一般一般”?列车是个庞然大物列车是个庞然大物空气动力学是非线性问题空气动力学是非线性问题优化需要大量迭代搜索优化需要大量迭代搜索需要大量计算资源需要大量计算资源交融思想交融思想,启迪智慧启迪智慧-全国博士生学术论坛全国

7、博士生学术论坛“近似模型近似模型 ”计算策略计算策略:3 3、列、列车车外形外形数值设计数值设计方法方法-近似方法近似方法+DOE交融思想交融思想,启迪智慧启迪智慧-全国博士生学术论坛全国博士生学术论坛4 4、列车外形多线路工况设计、列车外形多线路工况设计-方法方法Parameterized modelingMetamodelEndYDOE Optimization OBJ N|value|CFDParameterized modelingOpen air simulationMetamodelEndYPassing tunnel simulationDOE Optimization OBJ

8、N|value|交融思想交融思想,启迪智慧启迪智慧-全国博士生学术论坛全国博士生学术论坛M.IIDA(1997,2）S.Krajnovi(2007,4）4 4、列车外形多线路工况设计、列车外形多线路工况设计-参数化参数化交融思想交融思想,启迪智慧启迪智慧-全国博士生学术论坛全国博士生学术论坛Hyeok-bin KWON（2001,6）E.Lorriaux、V.V.Vytla（2010,5）4 4、列车外形多线路工况设计、列车外形多线路工况设计-参数参数化化交融思想交融思想,启迪智慧启迪智慧-全国博士生学术论坛全国博士生学术论坛2 parameters8 parameters4 4、列车外形多线

9、路工况设计、列车外形多线路工况设计-参数参数化化几何参数化的特点几何参数化的特点?交融思想交融思想,启迪智慧启迪智慧-全国博士生学术论坛全国博士生学术论坛我的方法我的方法 S.Krajnovi(2009)，SUN ZhenXu(2010)4 4、列车外形多线路工况设计、列车外形多线路工况设计-参数参数化化Arbitrary Shape Deformation 交融思想交融思想,启迪智慧启迪智慧-全国博士生学术论坛全国博士生学术论坛Sculptor:Design set to control nose curvatureV.V.Vytla(2011)4 4、列车外形多线路工况设计、列车外形多线路

10、工况设计-参数参数化化网格参数化的特点网格参数化的特点?交融思想交融思想,启迪智慧启迪智慧-全国博士生学术论坛全国博士生学术论坛Hyeok-bin KWON(2001)、J.Lee(2008)D-optimal Fewer response values,particular suitable for irregularly shaped design space,depend on unknown parameters.S.Krajnovi Faced centered composite design As the number of design points increases fas

11、t with the number of the design variables V.V.Vytla(2010)Latin Hypercube Sampling Space filling,but randomness Space filling,fewer response and determinacy?4 4、列车外形多线路工况设计、列车外形多线路工况设计-DOE4、列列车车外形多外形多线线路工路工况设计况设计-DOE交融思想交融思想,启迪智慧启迪智慧-全国博士生学术论坛全国博士生学术论坛Hyeok-bin KWON、S.Krajnovi RSM V.V.Vytla、SUN ZhenX

12、u Kriging J.Lee(2008)SVM 4 4、列车外形多线路工况设计、列车外形多线路工况设计-近似模型近似模型交融思想交融思想,启迪智慧启迪智慧-全国博士生学术论坛全国博士生学术论坛Optimal shape obtained from SVM model Optimal shape obtained from Kriging model Performance comparison between SVM and Kriging Which one to choose?4 4、列车外形多线路工况设计、列车外形多线路工况设计-近似模型近似模型 谁精度高谁精度高,用谁呗用谁呗!交融思

13、想交融思想,启迪智慧启迪智慧-全国博士生学术论坛全国博士生学术论坛4 4、列车外形多线路工况设计、列车外形多线路工况设计-近似模型近似模型CFDCFD仿真仿真交融思想交融思想,启迪智慧启迪智慧-全国博士生学术论坛全国博士生学术论坛4 4、列车外形多线路工况设计、列车外形多线路工况设计-近似模型近似模型http:/ 4、列车外形多线路工况设计、列车外形多线路工况设计-近似模型近似模型Max value：0.1713 Max value：0.1103 交融思想交融思想,启迪智慧启迪智慧-全国博士生学术论坛全国博士生学术论坛4 4、列车外形多线路工况设计、列车外形多线路工况设计-近似模型近似模型Ma

14、x value：0.0417 Max value：0.1289交融思想交融思想,启迪智慧启迪智慧-全国博士生学术论坛全国博士生学术论坛4 4、列车外形多线路工况设计、列车外形多线路工况设计-近似模型近似模型ModelsAverage error（%）Max error（%）RSM2.8211.03RBF4.7617.13Kriging1.794.17SVM6.3212.89ModelsAverage error（%）Max error（%）RSM7.214.76RBF9.7930.47Kriging4.177.14SVM7.0914.63Cd prediction Performance co

15、mparisons among mentamodelsAccess pressure gradient prediction Performance comparisons among mentamodels交融思想交融思想,启迪智慧启迪智慧-全国博士生学术论坛全国博士生学术论坛4 4、列车外形多线路工况设计、列车外形多线路工况设计-结果与讨论结果与讨论Best shape parameters for different weights4 4、列车外形多线路工况设计、列车外形多线路工况设计-结果与讨论结果与讨论(a)Original nose shape(b)Modified nose shapeComparisons among the best shapes and current CRH2 交融思想交融思想,启迪智慧启迪智慧-全国博士生学术论坛全国博士生学术论坛Thanks for your attention!Any question or advise?