高速列车流线型头部多目标气动优化设计  

作　　者：刘加利[1] 李明高 张继业[1] 张卫华[1] 李明 

机构地区：[1]西南交通大学牵引动力国家重点实验室,成都610031 [2]唐山轨道客车有限责任公司产品技术研究中心,唐山063035

出　　处：《中国科学：技术科学》2013年第6期689-698,共10页Scientia Sinica(Technologica)

基　　金：国家自然科学基金(批准号:50823004);"十一五"国家科技支撑计划(批准号:2009BAG12A01-C12);高速铁路基础研究联合基金(批准号:U1234208)资助项目

摘　　要：为改善高速列车的气动性能,建立高速列车流线型头型多目标气动优化设计流程,以气动阻力和偶极子噪声源为优化目标,对高速列车流线型头型进行减阻降噪的多目标优化设计.建立高速列车流线型头型的三维参数化模型,并提取出5个优化设计变量,实现高速列车流线型头型的自动变形.采用批处理命令和脚本文件实现高速列车空气动力学计算网格的自动划分及高速列车绕流流场的自动计算.利用多目标遗传算法NSGA-II对优化设计变量进行更新,实现高速列车流线型头型的多目标自动寻优设计.通过研究优化目标与优化变量之间的相关性,得到影响优化目标的关键优化设计变量,进一步分析得到关键优化设计变量与优化目标之间的非线性关系.通过与原始流线型列车气动性能对比发现,优化后的流线型头型最大可使高速列车的气动阻力降低4.54%,使高速列车的偶极子噪声源减少4.95dB.

关 键 词：多目标 气动优化 减阻降噪 遗传算法 高速列车 气动阻力 偶极子声源 

分 类 号：TP18[自动化与计算机技术—控制理论与控制工程] U270.2[自动化与计算机技术—控制科学与工程]