[发明专利]一种动车组头型设计方法

权利要求书

1.一种动车组头型设计方法，其特征在于：包括以下步骤，

S1，根据工程需求确定关键设计指标及主要的气动约束条件和几何约束条件；

S2，利用能够满足设计要求的动车组头型三维几何参数设计方法，对头型参数进行做优化，并提取关键设计参数；

S3，以关键设计指标及约束条件为设计目标，使用反设计方法得到满足设计目标的关键设计参数，然后根据关键设计参数得到动车组初始头型；

S4，微调关键设计参数的值，对初始头型进行修形式的美工设计，得到头型的基本外形；

S5，评估基本头型的气动性能，验证设计的头型能否达到设计指标；

S6，对基本头型进行针对性的优化设计，提高关键设计指标的性能，得到气动性能良好做优化头型；

S7，对优化头型进行验证，分析头型的气动性能，得到最终的动车组头型设计外型。

2.如权利要求1所述的一种动车组头型设计方法，其特征在于：动车组头型三维几何参数包括动车组鼻锥几何外型的关键控制型线、司机室玻璃外形及位置及鼻锥引流形状及位置。

3.如权利要求2所述的一种动车组头型设计方法，其特征在于：动车组鼻锥几何外型的关键控制型线包括纵部面的外形控制线L1、和/或排障区域的外形控制线L2，和/或水平剖面和底部剖面的外形控制线L3、L4、和/或最大模截面的外形控制线L5。

4.如权利要求3所述的一种动车组头型设计方法，其特征在于：动车组鼻锥几何外型的关键控制型线中，L1、L3、L4采用VMF参数化方法设计。

5.如权利要求4所述的一种动车组头型设计方法，其特征在于：L2采用NURBS曲线进行参数化设计。

6.如权利要求5所述的一种动车组头型设计方法，其特征在于：L2为一条三次MURBS曲线，共5个设计点。

7.如权利要求3所述的一种动车组头型设计方法，其特征在于：步骤S3分为以下步骤，

S31，以关键设计指标及约束条件为设计目标，首先确定二维控制型线的表达式，使用反设计方法得到满足设计目标的关键设计参数，能过各相应的表达式，得到各控制型线，通过关键二维控制型线拟合出基本的曲面外形；

S32，对不同曲面块之间连接不光顺的区域进行光顺处理；

S33，利用反设计方法得到司机室玻璃叠加到基本曲面上；

S34，在鼻锥两侧添加鼻锥引流方式，从而得到完整的鼻锥外形。

8.如权利要求7所述的一种动车组头型设计方法，其特征在于：采用普拉斯光顺法对不同曲面块之间连接不光顺的区域进行光顺处理。

9.如权利要求7所述的一种动车组头型设计方法，其特征在于：在进行反设计时，采用优化算法，在设计空间内寻找满足要求的相应的关键设计参数。

10.如权利要求1所述的一种动车组头型设计方法，其特征在于：采用全局优化算法对基本头型进行针对性的优化设计。