公开(公告)号：CN116517602A

公开(公告)日：2023-08-01

申请号：CN202310605701.7

申请日：2023-05-26

Applicant: 中南大学

Inventor： 张洁 ,  高广军 ,  刘堂红 ,  熊小慧 ,  李健 ,  伍钒 ,  王家斌 ,  孙博 ,  陈晓栋

IPC: E21D11/38 ,  E21D11/00 ,  E21D9/14

Abstract: 本发明提供了一种全域调控的高速铁路隧道、缓冲结构设计方法，包括：在隧道入口，通过缓冲结构延长初始压缩波的上升时间，使得压力上升分为两个阶段，降低压力梯度幅值；在隧道内部设置减压腔，使得压缩波在减压腔内发生多次振荡，耗散压力波能量从而缓解压力波和压力梯度幅值；同时也可在隧道内部壁面采用局部吸气方法进一步降低初始压缩波强度；在隧道出口，增大缓冲结构透孔率，引导气流通过孔流向外部耗散能量，进一步缓解隧道出口微气压波幅值。本发明通过在隧道入口‑隧道中‑隧道出口逐级能量耗散实现对隧道内交变压力幅值、隧道出口微气压波的有效缓解，满足多运行条件下列车快速通过隧道的气动要求，且同时能够满足双向行驶需求。

公开(公告)号：CN116399497A

公开(公告)日：2023-07-07

申请号：CN202310674841.X

申请日：2023-06-08

Applicant: 中南大学

Inventor： 陈晓栋 ,  文波 ,  严来军 ,  高广军 ,  梁习锋 ,  刘堂红 ,  张洁 ,  熊小慧

IPC: G01L5/00 ,  G01M9/06

Abstract: 本发明公开了一种面向列车表面剪切应力的测量方法，包括以下步骤：基于预估的待测试列车表面所需的剪切模量，制备膜式传感器；将膜式传感器安装在静态标定试验台上，并进行表面像素与实际位移校准；依次旋转标定实验台进行增载和减载测试，并依次进行拍照，通过PIV互相关分析，构建剪切应变与剪切应力的关系，获得传感器的剪切模量；设置辅助光源，于静止状态下通过PIV相机捕捉膜式传感器上的粒子位置；启动风洞开展测试，通过PIV相机捕捉膜式传感器上粒子位置；通过PIV后处理系统计算膜式传感器上粒子位移，通过PIV后处理系统的图像处理得到表面的剪切应力分布。本发明可以灵活、简单、高分辨率的测试高速列车表面的剪切力分布。

公开(公告)号：CN116279611A

公开(公告)日：2023-06-23

申请号：CN202310221189.6

申请日：2023-03-09

Applicant: 中南大学

Inventor： 张洁 ,  许澳 ,  高广军 ,  刘堂红 ,  熊小慧 ,  孙博 ,  邓赞 ,  黄凤仪

IPC: B61D17/02

Abstract: 本发明提供了一种高速列车横风稳定性的优化方法，在高速列车的车体侧壁布置气囊，当高速列车运行中遇到横风时，将车体背风侧的气囊快速充气打开，使气囊扩充为横截面呈扁圆形，改善列车背风侧气流涡结构以减小高速列车横向力，同时通过气囊增加高速列车气动升力，最终减少高速列车的倾覆力矩。本发明突破了传统高速列车抗倾覆思路，通过快速形成一种刚‑柔性能匹配的气囊方式，来改变车体背风侧流场结构，达到对列车气动横向力及升力的多级调控，实现高速列车抗倾覆效果。

公开(公告)号：CN114837689B

公开(公告)日：2022-12-13

申请号：CN202210504461.7

申请日：2022-05-10

Applicant: 中南大学

Inventor： 张洁 ,  韩帅 ,  高广军 ,  刘堂红 ,  熊小慧 ,  王璠 ,  王雨舸 ,  黄凤仪

IPC: E21D9/14

Abstract: 本发明提供了一种基于入射空间角的隧道微气压波缓解方法，当列车靠近缓冲结构时，前方气流以球面波的形式向四周散开，并且该球面波的等效半径为隧道断面的水力半径，形成的空间角为1/4球体π，以该球体的球心为投影中心，将缓冲结构入口平面向球面S上投影，得到投影面积S1，定义入射空间角θ＝S1/S×π，通过减小入射空间角θ的大小，来减小列车通过隧道产生的微气压波。本发明满足了在既有铁路隧道的基础上，更高速列车顺利安全地通过隧道这一需求，通过对缓冲结构入射空间角特征与隧道出口微气压波之间影响机制的研究，可以得出高效缓解微气压波的缓冲结构模型，为缓冲结构设计提供新的方式。

公开(公告)号：CN115455662A

公开(公告)日：2022-12-09

申请号：CN202211000409.4

申请日：2022-08-19

Applicant: 中南大学

Inventor： 刘堂红 ,  夏玉涛 ,  熊小慧 ,  张洁 ,  刘宏康 ,  陈晓栋 ,  王田天 ,  许彬 ,  高鸿瑞

IPC: G06F30/20 ,  G06F30/15 ,  G06K9/62 ,  G06F119/14

Abstract: 本发明涉及列车动态密封指数计算技术领域，尤其涉及一种列车动态密封指数计算方法、系统及存储介质，该方法采用三分搜索算法思路在预估动态密封指数分布区间内搜索寻找最优列车动态密封指数。这样，由于采用具有对数阶时间复杂度的三分搜索算法替代现有计算方法中的具有线性阶时间复杂度的遍历搜索方法，使得对列车动态密封指数的计算耗时明显减少、减少效率显著提高，并且得助于对数阶时间复杂度的三分搜索算法的计算耗时随着搜索区间尺度规模的增大变化不明显的特征，实现了高计算效率与高计算精度的共存。

公开(公告)号：CN114776320A

公开(公告)日：2022-07-22

申请号：CN202210454839.7

申请日：2022-04-24

Applicant: 中南大学

Inventor： 张洁 ,  刘堂红 ,  王雨舸 ,  高广军 ,  熊小慧 ,  刘宏康 ,  韩帅 ,  郭秉筠

IPC: E21D9/14 ,  E21D11/08 ,  E21D11/00

Abstract: 本发明公开了一种高速磁悬浮铁路隧道洞口缓冲结构及其施工方法，其缓冲结构设置在隧道入口处，包括拱形板及间隙套设在拱形板外的外壁，拱形板的轴线与隧道轴线相重合布置，拱形板和外壁与隧道外端面对接形成外端开口、内端封闭的减压区，在所述减压区内沿其径向由内之外依次套设有若干拱形的增效板，所述拱形板与增效板间、相邻增效板间、增效板与外壁间均间隙布置，在拱形板上开有多个与减压区相连通的透孔，在各增效板上均开有多个连通其内外两侧的增效孔。磁悬浮列车进入本发明后产生的压力波在拱形板和外壁的阻碍作用下发生多次反射现象，从而使得初始压缩波梯度大大降低，更大程度上耗散压缩波能量，从而更加高效地缓解隧道出口微气压波。

公开(公告)号：CN113701986B

公开(公告)日：2022-06-10

申请号：CN202110980725.1

申请日：2021-08-25

Applicant: 中南大学

Inventor： 刘堂红 ,  高鸿瑞 ,  孙博 ,  张洁 ,  熊小慧 ,  刘宏康

IPC: G01M9/06 ,  G01M9/08 ,  G01M17/08

Abstract: 本发明公开了侧风下列车气动性能与动力学性能协同测试方法及系统，通过将待测试的列车表面划分为多个矩形单元；获取所述多个矩形单元实际的压力方向以及压差；对于任一个矩形单元A，所述矩阵单元A的压差是指与其在列车的横向或垂向相对的矩形单元B之间的压差；并根据所述多个矩形单元实际的压力方向以及压差计算所述列车的气动荷载，进而修正现有的气动荷载测量方法未考虑矩形单元实际方向带来的误差，提高气动荷载测量的准确性；此外，本发明创新性地提出侧风下列车气动性能与动力学性能协同测试方法及系统，该系统结合气动性能测试结果、车辆横向加速度进行动力学性能测试，无需测力轮对测定轮轨间作用力，从而增大动力学性能测试的适用范围、缩短测试准备周期、降低测试成本。

公开(公告)号：CN114048650A

公开(公告)日：2022-02-15

申请号：CN202111323231.2

申请日：2021-11-04

Applicant: 中南大学

Inventor： 刘堂红 ,  熊小慧 ,  张洁 ,  刘宏康 ,  周伟 ,  孙博 ,  杨帆 ,  夏玉涛

IPC: G06F30/23 ,  G06F30/28 ,  G06F111/10 ,  G06F113/08 ,  G06F119/14

Abstract: 本发明公开了一种模拟铁路接触网的异物运动轨迹的计算方法及计算机系统，该计算方法包括：将铁路接触网所在的地形环境和异物样式结合实际情况建模，其中计算域中异物周围地形环境的空气流场区域做为背景区域，包裹着异物体的小部分空气体的异物流场区域做为重叠区域；将二者进行耦合以及空间离散；采用基于剪切应力运输湍流模型的延迟分离涡模拟方法对流场的结果进行求解；结合动态流体固体相互作用模型，对空气流场区域和异物流场区域之间动态相互作用进行仿真；得到并记录异物的运动轨迹以及运动过程中的相关参数。本发明准确直观地模拟了典型异物在大风条件下的运动过程，对改善铁路异物侵限和接触网运行安全具有工程指导意义。

公开(公告)号：CN111299273B

公开(公告)日：2021-03-23

申请号：CN202010095043.8

申请日：2020-02-13

Applicant: 中南大学

Inventor： 杨波 ,  熊小慧 ,  梁习锋 ,  袁英明 ,  谢鹏飞

IPC: B08B9/051 ,  B08B9/049

Abstract: 本发明公开了一种管道内行走机构及其控制方法，包括车架，车架上设有左前螺旋车轮机构、右前螺旋车轮机构、左后螺旋车轮机构、右后螺旋车轮机构和中央控制单元，右前螺旋车轮机构的螺旋方向与左前螺旋车轮机构相反；左后螺旋车轮机构的螺旋方向与右前螺旋车轮机构相同；右后螺旋车轮机构的螺旋方向与左后螺旋车轮机构相反；左前螺旋车轮机构、右前螺旋车轮机构、左后螺旋车轮机构和右后螺旋车轮机构均与一中央控制单元相连接。该管道内行走机构可在管道内前进、后退、蟹行、左转和右转，结构简单，操作方便；环境适应性强，单轮打滑不影响整车行驶工况；转弯半径小，能原地转向；方便维护，螺旋车轮易于更换。

公开(公告)号：CN111985052A

公开(公告)日：2020-11-24

申请号：CN202010832359.0

申请日：2020-08-18

Applicant: 中南大学 ,  中车长春轨道客车股份有限公司

Inventor： 熊小慧 ,  梁习锋 ,  刘堂红 ,  余以正 ,  钟睦 ,  唐明赞 ,  朱亮

IPC: G06F30/15 ,  G06F30/23 ,  G06F119/02 ,  G06F119/10

Abstract: 本发明公开了一种高速列车外风挡结构的优化方法及外风挡结构，优化方法包括：根据原有外风挡结构断面几何外形尺寸定义外风挡结构设计空间；对设计区域进行拓扑优化设计，得拓扑优化设计结果；将拓扑优化设计结果进行几何重构及修改，得拓扑优化的外风挡结构断面；将拓扑优化的外风挡结构断面与原有外风挡结构断面比较验证，若外风挡结构断面满足轻量化设计要求，则完成优化；若不满足轻量化设计要求，则返回几何重构及修改步骤进行迭代设计和比较验证。该优化方法及外风挡结构在不增加原结构质量的情况下，提高了外风挡结构的横向刚度，使安装后的外风挡结构减阻效果更好、横向抗变形能力提高，且满足外风挡结构轻量化设计需求。