[发明专利]基于压力信号的动模型速度历程测试方法及系统

权利要求书

1.一种基于压力信号的动模型速度历程测试方法，将实际列车的几何模型按照预定比例进行缩小，得到与所述实际列车对应的列车模型，其特征在于，包括：

在所述列车模型上安装数据采集系统，所述数据采集系统包括至少一个压力传感器，所述压力传感器通过针孔式预埋件安装在所述列车模型上；

所述列车模型运行时，通过安装在所述列车模型上的所述压力传感器测量所述列车模型的压力值，根据压力随时间的变化关系得到压力-时间变化曲线；

测量得到压力-时间变化曲线后，根据公式：计算得到所述列车模型的实时运行速度为：

其中，P(t)为测量得到的随时间变化的压力曲线，P_∞为来流静压，C_p为压力系数，ρ为空气密度，V为列车模型的实时运行速度；所述压力系数为C_p＝(P_X-P_∞)/(P₀-P_∞)，其中，P_X为安装所述压力传感器的位置处的压力，P₀为驻点压力，所述驻点指的是所述列车模型鼻尖上当地气流速度滞止为零的点，即在所述列车模型中头车上距离尾车距离最大的点。

2.根据权利要求1所述的基于压力信号的动模型速度历程测试方法，其特征在于，所述压力传感器安装在列车模型的驻点上，P_X＝P₀，压力系数C_p＝1。

3.根据权利要求1所述的基于压力信号的动模型速度历程测试方法，其特征在于，所述数据采集系统还包括数据采集卡和加速度传感器，所述数据采集卡与所述压力传感器电连接，所述加速度传感器与所述数据采集卡电连接；

通过安装在所述列车模型上的所述压力传感器测量所述列车模型的压力值，根据压力随时间的变化关系得到压力-时间变化曲线，具体为：将所述数据采集卡设置为触发采集状态，所述列车模型启动加速时，由所述加速度传感器触发所述数据采集卡开始采集所述压力传感器的压力信号，预定时间后停止采集；读取所述数据采集卡采集到的所述压力传感器的压力值，按照时间先后顺序依次连接，得到所述列车模型的压力-时间变化曲线。

4.根据权利要求1所述的基于压力信号的动模型速度历程测试方法，其特征在于，在所述计算得到所述列车模型的实时运行速度后，还包括计算所述列车模型的平均加速度，具体为：

根据公式V₁＝V₀+aΔt计算得到所述列车模型的平均加速度为：其中，Δt＝t2-t1，V₀为所述列车模型在t1时刻的速度，V₁为所述列车模型在t2时刻的速度。

5.一种基于压力信号的动模型速度历程测试系统，包括列车模型，通过将实际列车的几何模型按照预定比例进行缩小获得，其特征在于，还包括：数据采集系统、针孔式预埋件、速度计算模块；

所述数据采集系统，用于安装在所述列车模型上，所述数据采集系统包括至少一个压力传感器，所述压力传感器用于在所述列车模型运行时，测量所述列车模型的压力值；所述数据采集系统用于根据压力随时间的变化关系得到压力-时间变化曲线；

所述针孔式预埋件，用于将所述压力传感器安装在所述列车模型上；

所述速度计算模块，用于在通过所述压力传感器测量得到压力-时间变化曲线后，根据公式：计算得到所述列车模型的实时运行速度为：

其中，P(t)为测量得到的压力-时间变化曲线，P_∞为来流静压，C_p为压力系数，ρ为空气密度，V为列车模型的实时运行速度；所述压力系数为C_p＝(P_X-P_∞)/(P₀-P_∞)，其中，P_X为安装所述压力传感器的位置处的压力，P₀为驻点压力，所述驻点指的是所述列车模型鼻尖上当地气流速度滞止为零的点，即在所述列车模型中头车上距离尾车距离最大的点。