[发明专利]一种高速列车动模型试验车头压力损失系数测试方法

说明书

本发明公开了一种高速列车动模型试验车头压力损失系数测试方法，包括以下步骤：S3：进行模型列车动模型试验，从数据采集装置获得模型列车车头压力数据和加速度数据；S4：根据模型列车车头压力数据绘制出压力历程曲线；从压力历程曲线上读取最大压力数值，记为Δp_I；S5：依据最大压力数值Δp_I的同一时刻，从数据采集装置获得的加速度数据经过处理，得到对应时刻的模型列车行驶速度数值，记为V_TR；S6：根据模型列车行驶速度数值V_TR计算得到模型列车马赫数M；S7：根据模型列车马赫数M将Δp_I换算得到换算压力数值，记为Δp_N；S8：根据模型列车马赫数M、换算压力数值Δp_N、模型列车行驶速度数值V_TR得出车头压力损失系数ζ_N。

技术领域

本发明涉及铁道机车车辆、隧道建设及地铁建设等车辆及地下工程建设领域，具体涉及一种高速列车动模型试验车头压力损失系数测试方法。

背景技术

高速列车车头压力损失系数对初始压缩波、最大气动载荷、空气阻力和洞口微压波等气动效应具有重要影响。因此，车头压力损失系数的测定具有研究的紧迫性和工程实际需求的重要意义。

高速列车空气动力学的研究方法主要有理论分析、数值模拟、实车试验和动模型试验。其中，理论分析和数值模拟在气动效应的研究中均要用到车头压力损失系数。不同的列车头型具有不同的车头压力损失系数，同时，列车分别在明线运行和隧道内运行时车头压力损失系数也不同。通过动模型试验，可以分别准确测得不同列车头型、明线和隧道运行时模型列车车头压力损失系数，从而可以确定最优的列车头型和不同工况下车头压力损失系数的数值。这样，既减少了理论分析和数值模拟计算中所需要计算的工况数量，节省了大量人力物力，同时可以高效的为车辆厂和设计单位提供车辆和隧道设计参数。因此，高速列车动模型试验车头压力损失系数测试方法具有较好的研究和实用价值。但目前国内外尚无高速列车动模型试验车头压力损失系数的测试方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是目前国内外尚无高速列车动模型试验车头压力损失系数的测试方法，目的在于提供一种高速列车动模型试验车头压力损失系数测试方法，解决上述问题。

本发明通过下述技术方案实现：

一种高速列车动模型试验车头压力损失系数测试方法，包括以下步骤：

S1：在模型列车车头鼻尖区域布置压力传感器，并与置于模型列车内的数据采集装置连接，用以获得模型列车车头压力数据；

S2：在模型列车内部安装加速度计，并与数据采集装置连接，用以获得加速度数据；

S3：进行模型列车动模型试验，从数据采集装置获得模型列车车头压力数据和加速度数据；

S4：根据模型列车车头压力数据绘制出压力历程曲线；从压力历程曲线上读取最大压力数值，记为Δp_I；

S5：依据最大压力数值Δp_I的同一时刻，从数据采集装置获得的加速度数据经过处理，得到对应时刻的模型列车行驶速度数值，记为V_TR；

加速度数据经过处理具体为：通过数据采集装置得到加速度数据，绘制加速度随时间变化的曲线，然后通过数据采集软件计算出一段时间内加速度对时间的积分，即为该短时间内的速度V_TR。

S6：根据模型列车行驶速度数值V_TR计算得到模型列车马赫数M；

S7：根据模型列车马赫数M将Δp_I换算得到换算压力数值，记为Δp_N；