题目：高速电梯气动力特性研究

高速电梯中的空气动力学问题在工程应用和基础研究中都具有重要的意义。本文在对高速电梯实际运行情况详细分析的基础之上，提出高速电梯简化物理模型，对影响高速电梯运行过程中涉及空气动力学问题的参数进行了无量纲分析，得到影响高速电梯气动力特性的重要参数及其无量纲表达式。基于高速电梯二维物理模型，推导出反映轿厢前后井道内平均压强（压强差）与其它重要参数之间关系的解析表达式，并进行详细的数值求解和结果分析，提出的主要无量纲参数及其对高速电梯气动力特性的影响规律对模型实验，以及实际高速电梯结构优化设计都具有重要的指导意义。 在一座已经建立起来的高速电梯简化模型实验装置中，本文还针对四种不同头、尾部形状（抛物面形、半球形、圆锥形和圆柱形）的轿厢模型，对轿厢模型前后井道内的动态压力和运行速度进行了测量，并对测量结果进行了详细的分析。为了进一步揭示高速电梯轿厢模型不同外形对其气动力特性的影响，还建立了一座专用小水洞，用于模拟高速电梯运行过程中的边界条件，同时针对三种不同头、尾部形状（抛物面形、半球形、圆柱形）的轿厢模型对其周围流动情况进行了染色液流动显示实验和DPIV（Digital Particle Image Velocimetry）测量实验。动态压力测量实验结果表明，具有抛物面形头、尾部形状的轿厢模型引起的前后井道内压强差最小。流动显示和DPIV测量结果表明，不同头、尾部形状的轿厢模型头部流动并不发生分离，具有抛物面形状的轿厢模型尾部流动分离区域最小。最后，本文还提出了一种在轿厢模型中轴线上开通孔的被动流动控制方法，用于控制高速电梯轿厢模型周围，特别是尾部的流动形态，并在专用小水洞中进行了验证。结果表明，在实验条件下，这种被动流动控制方法能够有效地减小轿厢模型尾部的流动分离区域。