[发明专利]高速列车模型风洞试验路基及其表面附面层的控制方法

说明书

本发明公开了一种高速列车模型风洞试验路基及其表面附面层的控制方法，所述风洞试验路基包括路基、轨道和高速列车模型。本发明通过在固定地板的路基表面采用滚轴系统，在滚轴的旋转下，增加路基表面的气流速度，从附面层的产生机理着手，能有效降低路基表面附面层；在降低路基表面附面层的基础上，不对高速列车风洞试验的其它正常气流产生干扰，几乎没有副作用；在目前常用的固定地面路基表面增加滚轴系统，路基系统结构上易于实现，并不复杂，滚轴控制系统常见，易于控制，从工程便捷性和实用性方面来看，具备一定的推广性。

技术领域

本发明涉及一种风洞试验路基，具体为一种采用滚轴装置降低表面附面层的高速列车模型风洞试验路基及其控制方法，属于风洞试验技术领域。

背景技术

高速列车的空气动力学研究关系到高速列车的节能降耗、运行速度提升、运行安全和乘坐舒适性。对于高速列车空气动力学的研究，风洞试验是目前非常重要且常用的研究方法。

在高速列车的风洞试验研究中，地面效应的模拟是必须且非常重要的，为了模拟高速列车的地面效应，从工程便捷性和实用性考虑，目前国内外大多采用固定地板(或路基)模拟地面，如图1所示。因气流在地板表面引起附面层，并不断发展，这就带来了地面效应影响问题，明显降低了风洞试验研究结果的准确性，使试验研究的可靠性降低。然而，目前在理论上又缺乏针对这种复杂的地面效应问题产生的影响进行修正的方法，因此，从工程上如何有效降低固定地板表面附面层，并尽可能减小附面层降低的成本，是工程上普遍采用的方法，也具有非常重要的价值和意义。

目前，国内外降低固定地板表面附面层的方法包括在地板表面采用开槽、开缝或打孔，吸气或吹气，以及活动带等方法。但是，对于开槽、开缝和打孔的方法，通常因为槽、缝和孔的位置与形状不合适，导致附面层的降低效果不太理想；对于吸气或吹气，以及活动带等方法，因为控制系统复杂、控制成本高昂，甚至还可能引起对正常气流的干扰，因此不具备工程推广性。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种高速列车模型风洞试验路基及其表面附面层的控制方法。

本发明通过以下技术方案来实现上述目的：一种高速列车模型风洞试验路基，所述风洞试验路基包括路基、路基上表面安置有两条轨道和高速列车模型，和高速列车模型，所述高速列车模型支撑在路基上，所述路基表面安装有滚轴系统，所述滚轴系统由支撑件和滚轴构成，所述滚轴系统安放在路基开设的凹槽内，所述滚轴的两端转动连接在支撑件上，所述支撑件的下表面与路基开设的凹槽底部之间通过自动升降柱进行连接，所述支撑件的下表面通过螺丝固定连接有伺服电机，所述伺服电机与外接电源呈电性连接，所述路基所开设的凹槽上方安装有封板，且所述路基上表面在封板的两侧边处分别固定连接有限位板，所述封板与支撑件之间通过伸缩杆组件进行连接，所述伸缩杆组件由固定杆、活动杆、第一连接耳和第二连接耳，所述固定杆的底端通过焊接与支撑件的两端顶部进行固定连接，所述固定杆的顶端焊接有第一连接耳，所述活动杆的一端与第一连接耳呈转动连接，所述活动杆的另一端与第二连接耳呈转动连接，所述第二连接耳固定焊接在封板的下板面；

其表面附面层的控制方法包括以下步骤：

步骤一、标准路基的设定，以常用的1:8比例的三车编组(头车+中间车+尾车)试验采用的固定板的平地路基为例，路基长度大于13米，路基厚度为0.75米，路基上表面宽度大于0.65米，下表面宽度大于0.85米，路基前后端斜坡坡度不大于30°，路基两侧斜坡坡度不大于45°；

步骤二、滚轴数量与安装位置的确定，根据高速列车模型的长度设置不少于四个滚轴系统，首先，在高速列车模型的头车鼻尖所在的路基表面位置安装一个滚轴系统，将整个高速列车模型前方入口处的附面层降下来；其次，考虑到高速列车模型中间车和尾车的转向架和支座结构的影响，在中间车前端转向架和中间车的车厢支座中间所在的路基表面位置安装一个滚轴系统；最后，在高速列车模型尾车前端转向架前方和后端转向架与尾车的车厢支座中间所在的路基表面位置各安装一个滚轴系统；