买专利卖专利找龙图腾，真高效！ 查专利查商标用IPTOP,全免费！专利年费监控用IP管家,真方便！

龙图腾网获悉兰州交通大学申请的专利随机侧风载荷作用下高速列车风阻制动安全临界风速数值解算方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119005051B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-18发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202411052073.5，技术领域涉及：G06F30/28；该发明授权随机侧风载荷作用下高速列车风阻制动安全临界风速数值解算方法是由谢红太;王红设计研发完成，并于2024-08-01向国家知识产权局提交的专利申请。

本随机侧风载荷作用下高速列车风阻制动安全临界风速数值解算方法在说明书摘要公布了：本发明涉及高速列车空气动力学与列车风阻制动领域，具体涉及随机侧风载荷作用下高速列车风阻制动安全临界风速数值解算方法。以装配风阻制动装置高速列车在随机侧风环境中高速运行阶段的风阻制动安全制动控制为出发点，构建满足不同运行工况和运行测试条件的装配风阻制动装置高速列车模型，建立随机风模型与风速修正策略，通过随机侧风载荷作用下高速列车风阻制动多体动力学仿真计算，根据车辆最大倾覆系数，在综合考虑随机侧风安全运行裕度的情况下，科学的给出了风阻制动安全临界风速的理论评估和数值解算方法，可为速度400+kmh轮轨列车和高速磁浮列车风阻制动系统开发与应用提供有力参考和技术支撑。

本发明授权随机侧风载荷作用下高速列车风阻制动安全临界风速数值解算方法在权利要求书中公布了：1.随机侧风载荷作用下高速列车风阻制动安全临界风速数值解算方法，其特征在于：所述方法以装配风阻制动装置高速列车在随机侧风环境中高速运行阶段的风阻制动安全制动控制为出发点，构建满足不同运行工况和运行测试条件的装配风阻制动装置高速列车模型，建立随机风模型与风速修正策略，通过随机侧风载荷作用下高速列车风阻制动多体动力学仿真计算，根据车辆最大倾覆系数，在考虑安全侧风裕度的情况下，确定风阻制动安全临界风速；具体随机侧风载荷作用下高速列车风阻制动安全临界风速数值解算方法包括以下步骤： 1不同风向角对应的装配风阻制动装置高速列车气动力系数确定： 11几何模型： 111风阻制动装置模型： 风阻制动装置采用可满足双向制动运行的板型结构，相邻风阻制动板在高速列车车顶纵向布置间距大于等于5m，单块式板型风阻制动板从开启到稳定制动工作位响应时间小于等于0.5s，所述单块式板型风阻制动板的常态化工作迎风角范围为75°，应具备满足任意迎角的制动工作评估要求；风阻制动装置的整车布局适配中国标准动车组列车的相关技术要求，风阻制动装置安装基座要求与列车流线型外形安装后实现平滑贴合过渡，每节车辆顶部安装1套风阻制动装置，中间车的风阻制动装置安装在车辆中心位置附近，中间车对应布设的风阻制动装置安装纵向位置在避开车顶空调、受电弓设施、各类天线设备和特高压电缆设备的前提下误差小于2.5m；头车和尾车的风阻制动装置分别安装在对应司机室往后的车顶平滑段前12位置区段；风阻制动装置模型建立时可忽略全尺寸小于25mm的结构； 112列车模型： 列车模型参考中国标准动车组列车的车体流线型特征和外观造型，采用实际编组长度模型，列车模型要求进行横向对称化处理，车体侧面、车顶和车底部要求保留完整的外形轮廓特征，考虑转向架、受电弓、风挡、车顶与车底空调设备结构模型，并进行模型简化处理，忽略车窗、门把手在内的细节结构；列车模型建立时可忽略全尺寸小于25mm的结构； 113线路模型： 计算采用长大空旷明线线路，配套与所述列车模型相匹配的全尺寸路基模型和钢轨模型，所述路基模型采用长直单线无砟轨道，轨道模型采用标准轨距，所述轨道模型长度大于等于计算域纵向总长，所述轨道模型轨顶到模型底部小于等于1m，所述轨道模型底面与计算域底面等高，所述路基模型的路堤高度为0，列车模型相对于轨顶的误差不大于50mm； 12计算域与边界条件： 计算域最小计算尺寸设定为长×宽×高＝L+24H×24H×8H的六面体，其中L为测试装配风阻制动装置高速列车全长，H为装配风阻制动装置高速列车特征高度，所述特征高度等于测试列车高度加风阻制动装置最大特征高度之和；所述计算域的长度方向模型上游大于8H，所述计算域的长度方向模型下游大于16H，所述计算域的迎风侧流域大于8H，所述计算域的背风侧流域大于16H，所述计算域的2个入口边界条件定义为速度进口，所述计算域的2个出口边界条件定义为压力出口，车体及风阻制动装置表面为无滑移壁面边界条件，所述计算域上侧面设为无滑移光滑壁面边界条件，外流场下侧面地面设为移动壁面边界，移动速度的大小和方向与来流速度相同； 13湍流模型与计算设置： 随机侧风载荷作用下装配风阻制动装置高速列车临界风速数值解算中湍流模拟采用分离涡模拟或大涡模拟方法；风阻制动速度大于等于300kmh时空气按照可压缩模型设置计算；环境温度、大气压强、空气密度计算参数根据风阻制动运行环境实际工况设定；收敛准则需满足流场参数标准化残差数量级小于10-4，同时满足风阻制动板迎风面和背风面表面压力变化幅度小于2.5％； 2随机风模型与风速计算： 21随机风模型数据定义：根据列车速度vtr、平均风速Umean、侧偏角β、地表面粗糙长度hz0计算随机风速；确定参考高度hz＝4m； 随机风纵向瞬时速度分量u的标准方差σu满足下式： 式中：κ为vonKarman系数，计算取0.4；hz为距离地面的高度；A为与地表面粗糙长度hz0有关的常数； 随机风横向瞬时速度分量v的标准方差σv满足下式： 式中：hBL为边界层高度； 纵向湍流积分尺度xLu满足下式： xLu＝Czm， 式中：C和m为系数，取值取决于地表面粗糙长度hz0；z为模型z方向空间位置； 22风功率谱密度计算： 随机风模型中相对移动点脉动风速速度分量u的无量纲功率谱密度由下式计算确定： 式中：为速度分量u对应的Cooper理论中基于纵向积分尺度的无量纲风速频率；为速度分量u对应的Cooper理论中基于合成积分尺度的无量纲风速频率；为速度分量u在xy方向的合成湍流积分尺度无量纲量；cu为速度分量u对应的Cooper理论中的系数； 随机风模型中相对移动点脉动风速速度分量v的无量纲功率谱密度由下式计算确定： 式中，为速度分量v对应的Cooper理论中基于纵向积分尺度的无量纲风速频率；为速度分量v对应的Cooper理论中基于合成积分尺度的无量纲风速频率；为速度分量v在xy方向的合成湍流积分尺度无量纲量；cv为速度分量v对应的Cooper理论中的系数； 23气动导纳函数： 装配风阻制动装置高速列车升力、阻力和点头力矩的气动导纳函数H2f＝1；横向力和侧滚力矩的气动导纳函数H2f满足下式： 式中：f为风速频率；L为装配风阻制动装置列车长度；h装配风阻制动装置列车高度；γuuΔr,f为平方根相干函数；y、z分别为模型y、z方向空间位置； 3随机侧风载荷作用下装配风阻制动装置高速列车气动力计算： 基于步骤2中所述的气动导纳函数，根据修正的准定常假设，确定修正后风速的横向风量UTCt和修正后风速的纵向风量vTt，并计算随机风作用下装配风阻制动装置高速列车气动力；随机侧风载荷作用下装配风阻制动装置高速列车气动力计算公式为： 式中：t为时间；ρ为计算空气密度；β为侧偏角；C为气动力系数；vrel-TCt修正后的相对风速；其中上式中βt分别满足下式： 式中：vT为相对于移动点的沿线路方向的风速分量；UT为相对于移动点的垂直于线路的风速分量； 4随机侧风载荷作用下装配风阻制动装置高速列车多体动力学模型创建： 装配风阻制动装置高速列车多体动力学模型应包含风阻制动装置的质量、开启过程中的转动惯量、重心位置；同时至少包含车体、转向架、轮对的质量、转动惯量、重心位置；考虑悬挂装置的位置及其垂向、横向和纵向刚度、垂向和横向阻尼； 5临界风速确定： 51计算获取不同工况下轮轨垂向力的时程曲线； 52通过轮轨垂向力的时程曲线计算倾覆系数，并进行2Hz低通滤波； 53计算确定最不利转向架和最大倾覆系数； 54最不利转向架的最大倾覆系数评判： 随机侧风载荷作用下装配风阻制动装置高速列车最不利转向架对应的最大倾覆系数Dmax的安全指标按下式进行评估： 式中：P0为无激励时列车平均轮轨垂向力；Pi1为转向架第一个轮对减载侧的轮轨垂向力；Pj1为转向架第二个轮对减载侧的轮轨垂向力； 55根据所述最大倾覆系数Dmax反推确定随机侧风载荷作用下装配风阻制动装置高速列车临界风速vw_max； 6风阻制动安全临界风速确定： 随机侧风载荷作用下高速列车风阻制动安全临界风速vw_secu满足：vw_secu＝vw_max-Δv，其中Δv为侧风安全制动风速裕度，Δv取值按不小于5ms计算。

如需购买、转让、实施、许可或投资类似专利技术，可联系本专利的申请人或专利权人兰州交通大学，其通讯地址为：730070 甘肃省兰州市安宁区安宁西路88号；或者联系龙图腾网官方客服，联系龙图腾网可拨打电话0551-65771310或微信搜索“龙图腾网”。