高速鐵路最高運營速度到底多少合適?這是世人普遍關(guān)心的問題,中國科學(xué)家正在給出答案。
“設(shè)計時速400公里,曲線參數(shù)可行?!?月20日,在西南交通大學(xué)牽引動力國家重點實驗室內(nèi),中國科學(xué)院院士、美國國家工程院外籍院士、西南交通大學(xué)首席教授翟婉明正帶領(lǐng)團隊,用“翟模型”對時速400公里線路設(shè)計參數(shù)進(jìn)行仿真驗算。
“翟模型”,是翟婉明首創(chuàng)的“車輛—軌道耦合動力學(xué)”全新理論體系。其核心模型“車—軌耦合”,已成為國內(nèi)外軌道交通動力學(xué)研究的基本方法,也是中國高鐵速度不斷提升的重要理論支撐。1990年夏,年僅27歲的西南交通大學(xué)在讀博士生翟婉明,首創(chuàng)一種快速顯式數(shù)值積分方法,用以求解復(fù)雜大系統(tǒng)動力學(xué)問題,并成功解決了長大重載列車縱向動力學(xué)快速模擬問題。這一方法,后來被國際同行譽為“翟方法”。在鐵路工程領(lǐng)域,車輛、軌道一直是兩個獨立的研究系統(tǒng),分屬經(jīng)典的車輛動力學(xué)、軌道動力學(xué)理論體系。然而,這兩個理論都難以解決攻關(guān)中的問題。
“車輛在軌道上行駛,二者相互影響、相互耦合,構(gòu)成了一個相互依存的動力學(xué)系統(tǒng)?!苯?jīng)反復(fù)思索,翟婉明靈光乍現(xiàn),可否將“車—軌”耦合起來,構(gòu)建統(tǒng)一模型?
石破天驚的想法,猶如投進(jìn)湖中的石子,激起層層漣漪。
在吸納車輛、軌道動力學(xué)成果基礎(chǔ)上,翟婉明創(chuàng)建了“車—軌”統(tǒng)一模型。由此產(chǎn)生的龐大規(guī)模動力學(xué)計算難題,又恰好被“翟方法”解決了。隨后的調(diào)試程序給了翟婉明當(dāng)頭一棒——因為計算結(jié)果與實際不符,仿真計算中,在軌道上行駛的車輛,竟然飛離了軌道。
震驚之余,翟婉明沒有泄氣。他反復(fù)思考,確信研究方向正確??磥?,是計算程序出了錯。逐一排查成千上萬條編程語句,20多天后的一個深夜,翟婉明終于找到編程語句中的一個參數(shù)錯誤。
1992年,“翟模型”破繭而出,為減輕重載列車與線路相互作用研究提供了理論方法,保證了國家重點科技攻關(guān)項目的順利完成。為采集一座特大橋上的高速行車動力學(xué)性能指標(biāo),他帶著測試團隊,在現(xiàn)場一待就是35天。京津城際鐵路、京滬高鐵、成渝鐵路、大秦重載鐵路……通過現(xiàn)場調(diào)研與反復(fù)試驗,“翟模型”不斷得到豐富和完善,推動中國鐵路技術(shù)逐步攻克高速行車振動難題、走向世界前沿。
(摘自《科技日報》)