横风作用下高速列车-桥梁系统气动特性风洞试验

更新时间:2023-05-28

【摘要】为研究高速列车在运营过程中的气动特性,分析其气动特性变化机理,设计了2种高速列车-桥梁系统的气动特性风洞试验方案;开发并建立了适用于在风洞中的高速列车-桥梁系统试验方法与系统;试验系统分为运动系统与数采系统2个部分;运动系统基于惯性驱动原理,以高速伺服电机为驱动力,通过高强度旋转传送带将缩尺比为1∶8～1∶30的移动车辆模型在风洞中以最高速度50 m·s-1模拟真实运行环境中运行;在运动系统的搭载下,自主研发了一套数采系统,并在风洞实验室中对有无横风作用下的列车进行了气动特性测试。分析结果表明:试验方法与系统适用于加减速距离短、瞬时加速度大的试验场景,且不受车辆外形与基础设施的限制,可降低设计成本,提高试验的安全与稳定性;标准误差与平均值之比均不大于10%,表明数采系统测试的车辆气动特性有较好的平稳性和可重复性,能够精准得到列车在不同试验条件下的气动特性;通过对比有无横风作用下的列车气动特性,得到列车速度对车辆的气动特性影响极其重要;列车高速移动时,其因速度产生的气动影响远远大于横风,且表面测点平均风压系数最大值可达-10,反映了静态模型的试验方式不能够满足模拟列车高速运行时气动特性状态。

【关键词】 高速列车 列车-桥梁系统 风洞试验 横风 气动特性 表面风压

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