【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种测量高速列车隧道空气阻力系数的动模型方法及其应用。
技术介绍
随着,随着列车运行速度的提高,列车受到的阻力不断增大,其中空气阻力占的比例越来越大。由于列车空气阻力与列车运行速度平方成正比,当列车速度达到200km/h时,列车空气阻力约占列车总阻力的70%左右;当列车速度超过300km/h时,则要占85%以上。因此通过车体流线化,改善列车气动性能,实现减阻、节能,是高速铁路建设中的关键技术课题。国内外在开发高速铁路、研制高速列车的过程中,对测定列车空气阻力的方法及减小空气阻力的措施进行了大量的研究,主要的实验方法有实车实验和风洞试验。但对于高速列车初期研制选型,实车试验是不可能的,因此基本为风洞试验,只在定型后进行少量验证性实车实验。尽管风洞模型试验是研究列车气动特性中应用最广泛的手段之一。但是,由于其无法模拟列车、空气、地面和隧道四者之间的相对运动,所以无法在风洞实验中模拟列车穿越隧道的过程,也就无法利用风洞来测量列车穿越隧道过程的阻力系数。因此,目前国内外,仍然没有有效的实验手段,在设计阶段测量和评估列车通过隧道的阻力系数。但是列车穿越隧道过程的阻力系数,是决定列车牵引功率的最关键的因素,工程中亟须解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的提出一种能真实模拟列车、空气、地面和隧道之间的相对运动的测量高速列车隧道空气阻力系数的动模型方法及其应用。本专利技术的目的通过下述技术方案予以实现: 动模型方法: 包括采用带隧道的动模型试验台和动车组模型;所述方法的步骤包括场地设备准备、采集数据、绘制速度曲线、绘制加速度曲线、计算隧道空气阻力系 ...
【技术保护点】
一种测量高速列车隧道空气阻力系数的动模型方法,包括采用带隧道的动模型试验台和动车组模型;所述方法的步骤包括场地设备准备、采集数据、绘制速度曲线、绘制加速度曲线、计算隧道空气阻力系数;其特征在于:所述场地设备准备包括以下步骤:a、所述动车组模型为2?8节的1:10?30的实车模型,质量为10?30公斤,将动车组模型摆放在带隧道的动模型试验台的钢轨上,并与加速机构连接;b、所述带隧道的动模型试验台的两根轨道之间设置一条设定宽度的光线反射带;所述光线反射带的长度为隧道入口前设定距离,隧道全长和隧道出口后设定距离的总和;所述光线反射带由一组设定长度的黑色线段和一组设定长度的白色线段黑白相间交替连接而成,同组中的黑色线段等长,表面粗糟,反光性弱;同组中的白色线段等长,表面光亮,反光性强;c、在指定动车组模型的底部,位于光线反射带的上方安装一个光电探头,光电探头的下平面与动车组模型底部的下平面平齐,尽量避免或减少光电探头对动车组模型底部流场的干扰;d、在指定动车组模型的合适部位安装数据采集装置,数据采集装置的输入端连接光电探头,数据采集装置内设置数据存贮单元;e、在动车组模型处于停止状态时,数据采 ...
【技术特征摘要】
1.一种测量高速列车隧道空气阻力系数的动模型方法,包括采用带隧道的动模型试验台和动车组模型;所述方法的步骤包括场地设备准备、采集数据、绘制速度曲线、绘制加速度曲线、计算隧道空气阻力系数;其特征在于:所述场地设备准备包括以下步骤: a、所述动车组模型为2-8节的1:10-30的实车模型,质量为10-30公斤,将动车组模型摆放在带隧道的动模型试验台的钢轨上,并与加速机构连接; b、所述带隧道的动模型试验台的两根轨道之间设置一条设定宽度的光线反射带;所述光线反射带的长度为隧道入口前设定距离,隧道全长和隧道出口后设定距离的总和;所述光线反射带由一组设定长度的黑色线段和一组设定长度的白色线段黑白相间交替连接而成,同组中的黑色线段等长,表面粗糟,反光性弱;同组中的白色线段等长,表面光亮,反光性强; C、在指定动车组模型的底部,位于光线反射带的上方安装一个光电探头,光电探头的下平面与动车组模型底部的下平面平齐,尽量避免或减少光电探头对动车组模型底部流场的干扰; d、在指定动车组模型的合适部位安装数据采集装置,数据采集装置的输入端连接光电探头,数据采集装置内设置数据存贮单元; e、在动车组模型处于停止状态时,数据采集装置能够连接安装有专用软件的计算机,计算机获取数据存贮单元中的数据进行分析处理。2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于:所述采集数据的方法是: f、在加速机构的作用下,动车组模型以设定的初速度运行到隧道入口前设定距离时开始自由滑行并穿过隧道,当动车组模型离开隧道出口设定距离时开始制动直到停止; g、在动车组模型经过光线反射带上方的时间段里,光电探头的光源装置发出可见光线直射到光线反射带上,光线反射带的白色线段将可见光线反射到光电探头,光电探头的信号接收装置将接收到的反射光信号经过数字转化处理后的数据保存在数据采集装置的数据存贮单元中。3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于:所述绘制速度曲线的方法是: 计算机连接数据采集装置,从数据采集装置的数据存贮单元中读取数据; 建立一个反射信号和时间的坐标体系,将白色线段反射的反射信号和对应的时间标注在时间坐标轴上;根据已知的动车组模型质量和滑行初速度,白色线段和黑色...
【专利技术属性】
技术研发人员:杨明智,梁习锋,黄莎,李燕飞,周丹,李志伟,张雷,
申请(专利权)人:中南大学,
类型:发明
国别省市:
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