EPFLoop 团队凭借其设计的超级高铁舱站上了 COMSOL 用户年会 2018 洛桑站的领奖台，他们展示的方案让观众们大饱眼福。下面让我们了解一下洛桑联邦理工学院的学生和教师团队（由 Mario Paolone 领导，包括 Nicòlo Riva、Zsófia Sajó 和 Lorenzo Benedetti 博士）使用多物理场仿真在 2018 年 SpaceX 竞赛中摘得超级高铁设计头把交椅的非凡之路。
EPFLoop 团队讨论仿真在超级高铁设计中的作用
超级高铁概念简介
超级高铁的基本理念是一种用于高速洲际运输的车舱，可以自行以极低的损耗实现长距离运输。这个想法听起来很前卫，但实际上自 19 世纪以来它已在某种程度上存在。
超级高铁的一些关键性能指标（KPI）包括：
- 高速（高达 1200 公里/小时）
- 安全
- 全电动操作
- 自主运作
- 高效率（例如，与传统列车能耗相同）
最近，Elon Musk 在 SpaceX 竞赛中推广了超级高铁概念。SpaceX 在加利福尼亚州洛杉矶有一个测试管道，向来自世界各地的学生团队开放，这样他们就可以在真空条件下展开超级高铁舱设计的竞争。
EPFLoop 团队的成员在舞台上展示他们的车舱设计。
EPFLoop 是洛桑联邦理工学院（EPFL）的超级高铁设计团队，使用 COMSOL Multiphysics® 软件为 SpaceX 2018 设计了超级高铁，他们的设计名列第一，最终样品在瑞士赛区排名第一，在世界排名前三。
利用仿真优化超级高铁舱设计的组件
EPFLoop 团队的不同成员讨论了车舱设计的各个方面，以及多物理场仿真如何发挥作用。
气层设计
为了设计超级高铁舱的气层（外层），该团队执行了空气动力学，CFD 和结构分析。他们使用了 COMSOL Multiphysics® 中的高马赫数流动接口，以及附加的“优化模块” 和 LiveLink™forMATLAB® 接口产品 。通过执行仿真分析，团队成员确信他们的超级高铁设计已准备好进行测试、生产、验证；最后，运到加利福尼亚参加比赛。
“通过有限元仿真，您可以真正依赖您的系统，”Riva 说，“在这方面，COMSOL® 发挥了非常大的作用。”
压力容器
由于容器部件直接暴露在 SpaceX 试管的真空中可能会导致系统毁坏，因此压力容器部件对于超级高铁设计非常重要。EPFLoop 团队利用 COMSOL® 软件中的固体传热和壳传热接口分析压力容器的结构和温度分布，以预测车舱的特性，并针对这些特殊条件优化其设计。
超级高铁舱设计的内部结构。
制动系统
超级高铁的制动系统使其能够安全地加速和减速（您应该记得，安全是超级高铁概念的五个 KPI 之一）。EPFLoop 团队尝试使用 COMSOL Multiphysics 中的固体传热和平移运动接口来分析制动系统的温度分布。
我和我的同事 Edmund 很幸运，在 EPFLoop 团队的主题演讲之后有机会与他们进行了详细的交流。仔细看看下面的超级高铁舱的内部运作情况：
Benedetti 说，设计超级高铁不仅为教育学生提供了有用的产品，也是“交通领域创新”的一种方式。该团队已经开始为 SpaceX 2019 进行设计。请观看本篇博客文章顶部的完整主题演讲，获得更多有关 EPFLoop 项目的详细信息。
MATLAB 是 The MathWorks, Inc. 的注册商标。
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