1. 研究目的与意义（文献综述）

一．研究背景目的及意义

1.1研究背景及意义

高铁已经成为人们出行的必不可少的交通工具，世界铁路的发展史也表明，高铁是经济社会发展的必要趋势。从1964年日本开通第一条以210公里/小时运行的高速铁路以来，高速铁路呈现出了旺盛的生命力，欧美和亚洲许多国家纷纷开始兴建高速铁路。而中国则是其中的佼佼者，据统计，中国投入运营的高速铁路已经超过两万公里。中国已经成为世界上高速铁路系统技术最全，集成能力最强，运营里程最长，运行速度最高，在建规模最大的国家。高铁俨然成为了中国的一张名片。我国高速列车最近几年得到迅猛发展，列车速度从250km/h提到了300km/h及以上。在如此高的时速下，空气动力性能影响着列车的安全，基于此需要考虑以下问题

2. 研究的基本内容与方案

二．研究的基本内容、目标、拟采用的技术方案及措施

2.1基本目标

本文主要研究高速列车换气口附近流场的湍流特性。通过将其模拟为带有百叶窗的T 型矩形通道，外加抽吸扰动，构成换气口模型，对其进行研究分析，通过改变不同的抽吸比和主流速度形成不同的扰动情况，利用热线风速仪对截面不同法相位置的速度测量，对获得的数据进行分析得到脉动速度的高阶统计量包括偏移因子和平坦因子的情况，以及利用傅里叶变换和子波变换对信号分析处理得到换气口附近湍流流场能谱的分布特性。通过不同扰动情况的对比分析，进而得到不同扰动情况对通道口附近的流场湍流特性的影响情况，有利于对高速列车换气口的结构设计进行优化。

2.2基本内容

⑴对热线风速仪的原理、标定方法以及误差行分析。

⑵数据处理分析方法进行探讨研究，选择合适的数据分析方法以便得到更加准确的结果。

⑶对具体的数据进行分析处理得到截面不同法向位置的流场平均速度、瞬时速度、脉动速度的分布情况，以及脉动速度的偏移因子和平坦因子的分布。

⑷对得到的速度信号通过傅里叶变换得到湍流能谱。

2.3技术方案

⑴实验平台介绍

本实验台是在西安交通大学换热器传热性能测试的基础上搭建而成的。实验台主要由支路小风机、转子流量计、阀门、T型管支管、整流格，发展段,T型管主管、T型管一支路、连接管道、主路大风机组成。T型通道的主路接风洞，进行外掠流的模拟，支路接小风机进行抽吸的模拟。为了方便测量T型管内主路的流场，在T型管主路的背面开了圆形小孔，约8mm，可方便热线探针进行流场测量，T型管的主路,宽L是143.3 mm,高H是161.1mm。其中主路长度是665.0 mm。对于其中垂直主路的一支路是一正方形截面，正方形边长D为110 mm,长度是L是615.0 mm。另一与T型管主路平行的支路宽和高与主路相同，长度是985.0 mm。

⑵实验工况及速度测量点位置介绍

测量速度设计工况

测量点位置的设置

⑶通过合适的方法对数据进行分析，并借助Matlab软件得到具体的脉动速度偏移因子、平坦因子分布，以及湍流能谱。

⑷通过不同工况的对比分析得到不同扰动情况对各特性参数的影响情况。

3. 研究计划与安排

三．进度安排

第01－03周

①查阅关于湍流特性、热线风速仪的文献资料，明确研究内容。

4. 参考文献（12篇以上）

四．参考文献

[1]刘建华. 周期性抽吸扰动对湍流边界层多尺度相干结构影响的实验研究[d].天津大学,2005.

[2]刘薇. 周期性抽吸扰动控制壁湍流多尺度相干结构的实验研究[d].天津大学,2004.