铁路计算机仿真技术 内容简介
计算机仿真是指在实体尚不存在或者不易在实体上进行试验的情况下，通过对考察对象的建模与编程运算，考察研究对象在系统参数以及内外环境条件改变的情况下主要参数的变化规律，从而达到全面了解和掌握考察对象特性的目的。铁路计算机仿真主要针对铁路复杂系统，根据数学、力学、物理学基本原理在不同专业领域进行建模，运用成熟软件进行运算，研究铁路固定设备和移动设备在高速、重载等复杂条件下的运动规律。本书内容包括列车一轨道耦合、列车一桥梁耦合，列车纵向动力学、牵引供电与弓网相互作用、列车碰撞、高速列车空气动力学，高速列车噪声、虚拟制造技术，运输组织优化等方面的建模、仿真算法研究，仿真软件开发、仿真系统设计与实现等计算机仿真理论与方法，展示了通过计算机仿真在铁路许多关键领域取得的重要仿真应用成果。可供从事相关科学技术领域的科技人员、学校教师、研究生学习参考。
铁路计算机仿真技术 目录
**章 铁路计算机仿真技术的发展和基本要素
**节 引言
一、计算机仿真的定义
二、铁路计算机仿真分析的主要特点
第二节 计算机仿真技术的类型
一、虚拟产品开发技术
二、虚拟现实技术
三、控制系统仿真
四、多学科耦合仿真
五、计算机仿真技术流程
第三节 计算机仿真平台
一、计算机仿真硬件
二、常用计算机仿真商业化软件
第四节 铁路计算机自编仿真软件的开发
一、车桥耦合动力学分析
二、列车纵向动力学分析
第二章 列车一线路系统计算机仿真技术
**节 基本理论与方法
一、有限元法
二、非线性问题的物理意义和数学模型
三、网格划分的基本原则
四、轨道不平顺及其数学描述
五、轮轨接触理论
第二节 高速铁路平纵断面设计优化
一、仿真计算软件及模型验证
二、350km/h高速铁路线路设计优化
第三节 列车一轨道一路基耦合系统动力学
一、列车一轨道仿真模型的建立
二、列车一轨道耦合系统分析
三、温度场作用对轨道结构的影响分析
四、列车一道岔耦合动力学分析
五、列车一轨道一路基动力学分析
第三章 桥梁的力学行为计算机仿真技术
**节 列车一桥梁耦合系统动力学仿真
一、列车一桥梁耦合系统动力学仿真模型的建立
二、仿真模型的验证
三、重要动力学参数的选择
四、桥梁共振仿真分析
五、桥梁动力学性能分析实例
第二节 高速列车一轨道一曲线桥耦合系统动力学
一、耦合系统仿真模型的建立
二、高速列车一有砟轨道一曲线桥耦合系统动力性能
三、耦合系统动力性能影响因素分析
四、高速列车一无砟轨道一曲线桥耦合系统动力性能
第三节 桥梁非线性地震响应分析
一、基本理论
二、地震振动方程及地震地面运动模拟
三、桥梁地震反应的非线性效应分析方法
四、高速铁路采用橡胶支座高架桥的空间地震反应
五、高架简支梁桥非线性碰撞地震反应
第四节 大跨度桥梁抗风分析
一、脉动风场的模拟原理
二、作用于桥梁的风荷载
三、工程应用实例
第五节 复合结构桥梁性能
一、复合结构桥梁概述
二、钢管混凝土拱桥稳定性
三、组合结构桥梁中栓钉剪力键受力特性
四、组合结构桥梁接合刚度
五、混凝土徐变对钢一混凝土组合结构桥梁长期性能影响
六、连续复合刚构桥墩梁刚性节 点的仿真
七、基于曲率模态法的桥梁结构损伤识别
第四章 车辆系统计算机仿真技术
第五章 列车气动力学计算机仿真技术
第六章 轮轨滚动噪声计算仿真技术
第七章 牵引供电系统及弓网受流系统计算机仿真技术
第八章 铁路运输组织系统计算机仿真技术
参考文献
铁路计算机仿真技术 节选
《铁路计算机仿真技术》内容简介：计算机仿真是指在实体尚不存在或者不易在实体上进行试验的情况下，通过对考察对象的建模与编程运算，考察研究对象在系统参数以及内外环境条件改变的情况下主要参数的变化规律，从而达到全面了解和掌握考察对象特性的目的。铁路计算机仿真主要针对铁路复杂系统，根据数学、力学、物理学基本原理在不同专业领域进行建模，运用成熟软件进行运算，研究铁路固定设备和移动设备在高速、重载等复杂条件下的运动规律。《铁路计算机仿真技术》内容包括列车一轨道耦合、列车一桥梁耦合，列车纵向动力学、牵引供电与弓网相互作用、列车碰撞、高速列车空气动力学，高速列车噪声、虚拟制造技术，运输组织优化等方面的建模、仿真算法研究．仿真软件开发、仿真系统设计与实现等计算机仿真理论与方法，展示了通过计算机仿真在铁路许多关键领域取得的重要仿真应用成果。可供从事相关科学技术领域的科技人员、学校教师、研究生学习参考。
铁路计算机仿真技术 相关资料
插图：铁路是一个复杂的大系统，这个系统将基础设施、机车车辆、通信信号等固定设备和移动设备通过周密的运营组织管理集合在一起。在铁路科技发展和创新的过程中，需要通过大量的科学试验，对系统的每一部分、相互关联的两部分或者多部分进行适用性、安全性的验证。以往这些试验主要在试验室和列车运行现场完成。随着计算机技术的发展，计算机的计算能力飞速提高，通用软件日益成熟，使计算机模拟试验成为可能。计算机仿真技术从20世纪40年代末兴起，并逐步发展成专门的学科。系统仿真最初主要应用于航天、原子反应堆等造价昂贵、设计建造周期长、危险性大、难以实现系统试验的少数领域，后来逐步发展到各个领域。目前，计算机仿真技术已经成为很多复杂系统，特别是高技术产业产品的论证、设计、生产、评价、检测不可缺少的手段。铁路计算机仿真技术是20世纪80年代末兴起的一门学科。新建铁路的选线定线、铁路各类设备的设计、运营指挥系统的分析、重大技术的创新都需要借助于计算机仿真。近年来的客运专线建设、高速重载列车运行及无砟轨道设计都运用计算机仿真进行了模拟试验，取得了丰硕的研究成果。一、计算机仿真的定义计算机仿真技术是利用计算机软件模拟实际环境进行科学试验的一门技术。它以数学理论为基础，以计算机和各种物理设施为设备工具，利用系统模型对实际的或设想的系统进行试验仿真研究的一门综合技术，具有经济、可靠、安全、灵活、可以多次重复的优点。计算机仿真是一种描述性技术，是一种定量分析方法。通过建立某一过程或某一系统的模型，描述该过程或该系统，用一系列有目的、有条件的计算机仿真试验刻画系统的特征，从而得出所需的结果。计算机仿真技术虽然源于科学计算，但是由于计算机功能的日益强大，使最初单一学科的计算，逐步发展成对系统进行仿真分析。它不但可以代替繁杂的计算工作，而且可以通过模型的设计和各种复杂边界条件的设定，进行系统各部分相互影响的探索。许多人工计算不可能达到的领域在计算机仿真条件下，可以被解析得淋漓尽致，因此受到科学界的青睐。仿真分析模型不但可以更加真实地模拟研究对象和环境，还可以设定各种极端的条件，在数字平台上进行试验，预测未知的结果，以判断实际研究对象的可靠性。系统仿真技术更可以将复
