模拟超级高铁，未来的地面交通系统

超级高铁UPV设计了这个屡获殊荣的原型Ansys麦克斯韦和Ansys流利软件是他们作为Ansys赞助的学生团队获得的

2016年晚些时候，该团队的一些成员成立了Zeleros公司，这家公司决心赢得竞争，将首个商业超级高铁系统推向市场。Hyperloop旨在通过一种高速交通解决方案连接城市，该解决方案由乘客和货物舱组成，以高达1000公里/小时的速度通过金属管道，与飞机速度相当。

基于Ansys Fluent的涡扇发动机气动分析

他们刚成立公司，大学里负责Ansys许可证的人就告诉他们，他们现在有资格通过该公司获得成本更低的软件Ansys启动程序．Zeleros立即开始利用该项目的优势，使用Maxwell设计磁悬浮系统，并使用Fluent研究通过涡轮风扇和其他车辆管道系统的气流。

Zeleros的联合创始人兼首席技术官丹尼尔•奥列特(Daniel Orient)表示:“在西班牙，很难找到种子资金——你基本上必须通过在沙漠中生存三年并取得进展来证明你的公司的可信度。”“一开始，我们很难找到工资和笔记本电脑的钱。幸运的是，Zeleros成功地克服了这些年来筹集公共和私人支持的困难。得益于Ansys Startup Program，我们能够在不需要外包仿真工程的情况下，使用符合预算的仿真选项来导航这一旅程。”

超级高铁的独特方法

Orient将泽勒罗斯应对超级高铁挑战的方法描述为“设计一架没有翅膀的飞机在管道中飞行”。他们是超级高铁竞赛中唯一一家将自己的所有技术都放在车上的公司，比如用于悬浮的电磁铁和用于推进的涡轮风扇。这种方法将使建设基础设施——超级高铁——更便宜，更容易维护。其他公司正在将推进设备放置在管道中而不是车辆中，但这需要在整个管道中定期重复放置推进设备，这使得基础设施更加昂贵。

Zeleros Hyperloop的设计在车辆前部使用了一个涡轮风扇来减少阻力。

此外，Zeleros还选择了管内压力相当于飞机在大约15公里高度飞行时的外部压力。其他设计要求管道处于较低的压力，理论上可以消除所有阻力，因为没有空气需要处理。Zeleros选择了这种中间压力，并考虑到最终的认证。“超级高铁的主要障碍之一将是认证过程，”Orient说。“因为这是一种新的运输技术，它必须安全可靠。因此，通过选择飞机所承受的压力，我们知道他们的设计和认证已经有了解决方案和标准。”

模拟磁悬浮和涡扇气流

在他们的无翼飞行器设计中，磁悬浮取代了机翼，使吊舱在不接触管道本身的情况下通过管道移动所需的升力。它配合得很紧，就像发动机里的活塞。位于车辆顶部的永磁体和电磁铁的组合控制着车辆顶部与管壁之间的距离。Zeleros工程师通过电磁铁和间隙传感器控制永磁体与车顶之间的距离，该传感器在闭环控制系统中连续测量该距离。

直线电机瞬变电磁仿真

“我们使用麦克斯韦来模拟这个过程，因为它是一个不稳定的系统，”Orient说。“如果循环中的所有东西都不受控制，永磁体可能会掉下来或飞到屋顶上。”利用麦克斯韦，他们可以改变间隙距离和通过电磁铁的电流，并测量磁力。然后，他们可以在一个小规模的测试模型上进行实验，以检验麦克斯韦的结果。“这种模拟在磁场方面很容易做到，因为方程非常彻底，结果与实验数据非常吻合，”Orient说。“你得到的结果非常真实。”

Zeleros团队使用Fluent来模拟这个复杂的系统，车辆前部的涡轮风扇由电动马达驱动，通过吸入空气来减少阻力。空气从汽车后部排出。他说:“这个过程产生了一点推力，我们需要它来保持汽车以预期的速度行驶。”

承诺快速、无污染的陆地旅行

因为整个系统是由电力驱动的，所以与飞机不同，超级高铁不会产生污染物。快速地面旅行的可用性也可以减少机场的拥堵，因为每年有更多的人继续乘坐飞机(不考虑2020年和COVID-19导致的旅行减少)。尽管早期的宣传说超级高铁将在一两年内准备就绪，但Orient表示，在它成为现实之前，还有很多工作要做。Zeleros计划在2027年之前拥有一个可用的操作系统。认证可能还需要两到三年的时间，所以他们的目标是在2030年进行商业发射。第一个到达终点线的团队可能会对超级高铁本身的设计产生重大影响。

泽勒洛斯超级高铁设计效果图

“现在，超级高铁更加引人注目，我们正试图证明我们的概念是可行的，而且建造成本足够低，”Orient说。“这是一场不同公司用不同解决方案开发相同概念的竞赛。Ansys软件在这场竞赛中帮助了我们。”

请查看Ansys启动程序有关贵公司如何参与的更多细节。