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Estudio sobre la Reducción de la Resistencia Aerodinámica mediante Chorros de Plasma para Trenes de Tubo de Vacío a 600 km/h

Autores: Li, Ang; Cui, Hongjiang; Guan, Ying; Deng, Jichen; Zhang, Ying; Deng, Wu

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2023

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Acceso abierto

Artículo científico
2023

Estudio sobre la Reducción de la Resistencia Aerodinámica mediante Chorros de Plasma para Trenes de Tubo de Vacío a 600 km/h


Categoría

Tecnología de Equipos y Accesorios

Subcategoría

Diseño de equipos y herramientas

Palabras clave

Tubos
Trenes de alta velocidad
Resistencia aerodinámica
Consumo de energía
Disposición del plasma
Reducción de la resistencia

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 26

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Para superar el cuello de botella de velocidad, los investigadores imaginan usar tubos para cubrir trenes maglev de alta velocidad y extraer parte del aire dentro de los tubos, creando un entorno de baja densidad en el suelo, lo que reduce significativamente la resistencia aerodinámica de los trenes y, de manera relativamente económica y factible, hace posible el transporte terrestre a altas velocidades subsónicas (600 km/h y más) e incluso supersónicas. Cuanto mayor es la velocidad de funcionamiento de los trenes de alta velocidad, mayor es el impacto de la resistencia aerodinámica en su consumo de energía. Estudiar las características aerodinámicas de los trenes a 600 km/h puede ayudar a optimizar la forma aerodinámica del tren, reducir la resistencia aerodinámica y disminuir el consumo de energía. Esto tiene implicaciones positivas para mejorar la eficiencia energética del tren, reducir el consumo de energía y el impacto ambiental. Este artículo adopta el método de simulación numérica para estudiar el efecto de reducción de arrastre de la disposición de plasma y diferentes velocidades de excitación en el conjunto de trenes en cuatro posiciones cuando la velocidad del viento entrante es de 600 km/h, para analizar el mecanismo de reducción de arrastre y luego analizar la combinación de condiciones de trabajo con el fin de investigar el efecto de reducción de arrastre del plasma en el conjunto de trenes de tubo de vacío con una presión ambiental de 10,000 Pa. Los hallazgos demuestran que el plasma induce el flujo direccional del gas cercano a la pared para mover el punto de separación del flujo hacia atrás y retrasar la separación del flujo, reduciendo así la resistencia por diferencia de presión frontal y trasera del conjunto de trenes y disminuyendo el coeficiente de arrastre aerodinámico de todo el tren. La disposición de plasma se encuentra en la parte trasera del punto de separación del flujo y muy cerca de este. El efecto de reducción de arrastre neumático alcanza su punto máximo cuando la velocidad de excitación llega a 0.2 veces la velocidad del tren y la relación de reducción de arrastre neumático es de alrededor del 0.88%; la relación de reducción de arrastre neumático del coche trasero alcanza su punto máximo cuando la velocidad de excitación llega a 0.25 veces la velocidad del tren y la relación de reducción de arrastre neumático es del 1.62%. El dispositivo SDBD (Descarga de Barrera Dielectrica Superficial) se instala en el punto de separación del flujo alrededor de la punta del morro del coche trasero.

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