高速鐵路最高運(yùn)營(yíng)速度到底多少合適?這是世人普遍關(guān)心的問(wèn)題,中國(guó)科學(xué)家正在給出答案。
“設(shè)計(jì)時(shí)速400公里,曲線參數(shù)可行。”7月20日,在西南交通大學(xué)牽引動(dòng)力國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室內(nèi),中國(guó)科學(xué)院院士、美國(guó)國(guó)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(tuán)隊(duì),用“翟模型”對(duì)時(shí)速400公里線路設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行仿真驗(yàn)算。
“翟模型”,是翟婉明首創(chuàng)的“車(chē)輛—軌道耦合動(dòng)力學(xué)”全新理論體系。其核心模型“車(chē)—軌耦合”,已成為國(guó)內(nèi)外軌道交通動(dòng)力學(xué)研究的基本方法,也是中國(guó)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(dòng)力學(xué)問(wèn)題,并成功解決了長(zhǎng)大重載列車(chē)縱向動(dòng)力學(xué)快速模擬問(wèn)題。這一方法,后來(lái)被國(guó)際同行譽(yù)為“翟方法”。在鐵路工程領(lǐng)域,車(chē)輛、軌道一直是兩個(gè)獨(dú)立的研究系統(tǒng),分屬經(jīng)典的車(chē)輛動(dòng)力學(xué)、軌道動(dòng)力學(xué)理論體系。然而,這兩個(gè)理論都難以解決攻關(guān)中的問(wèn)題。
“車(chē)輛在軌道上行駛,二者相互影響、相互耦合,構(gòu)成了一個(gè)相互依存的動(dòng)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(chē)—軌”耦合起來(lái),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(chē)輛、軌道動(dòng)力學(xué)成果基礎(chǔ)上,翟婉明創(chuàng)建了“車(chē)—軌”統(tǒng)一模型。由此產(chǎn)生的龐大規(guī)模動(dòng)力學(xué)計(jì)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?yàn)橛?jì)算結(jié)果與實(shí)際不符,仿真計(jì)算中,在軌道上行駛的車(chē)輛,竟然飛離了軌道。
震驚之余,翟婉明沒(méi)有泄氣。他反復(fù)思考,確信研究方向正確。看來(lái),是計(jì)算程序出了錯(cuò)。逐一排查成千上萬(wàn)條編程語(yǔ)句,20多天后的一個(gè)深夜,翟婉明終于找到編程語(yǔ)句中的一個(gè)參數(shù)錯(cuò)誤。
1992年,“翟模型”破繭而出,為減輕重載列車(chē)與線路相互作用研究提供了理論方法,保證了國(guó)家重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目的順利完成。為采集一座特大橋上的高速行車(chē)動(dòng)力學(xué)性能指標(biāo),他帶著測(cè)試團(tuán)隊(duì),在現(xiàn)場(chǎng)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(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研與反復(fù)試驗(yàn),“翟模型”不斷得到豐富和完善,推動(dòng)中國(guó)鐵路技術(shù)逐步攻克高速行車(chē)振動(dòng)難題、走向世界前沿。
(摘自《科技日?qǐng)?bào)》)