[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

说明书

本发明公开了一种基于压力信号的动模型速度历程测试方法及系统，涉及动模型速度测量技术领域，包括：将实际列车的几何模型按照预定比例缩小得到列车模型；在列车模型上安装数据采集系统，数据采集系统包括至少一个压力传感器，列车模型运行时，通过安装在列车模型上的压力传感器测量列车模型的压力值，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，计算得到列车模型的实时运行速度。利用压力传感器测量列车模型表面的压力‑时间变化曲线，通过测量得到的压力‑时间变化曲线，即可计算得到列车模型整个运行过程中的实时运行速度，能够有效提高列车模型速度历程的测量效率，并降低测量复杂度。

技术领域

本发明涉及动模型速度测量技术领域，更具体地，涉及一种基于压力信号的动模型速度历程测试方法及系统。

背景技术

列车是在地面上高速运行的长大物体，动模型是将实际列车的几何模型按照一定的比例缩小之后，通过一定的加速方式使列车模型加速至所需要的速度，从而进行列车空气动力学研究的试验手段。在整个运行过程中，列车模型的速度参数十分重要。

现有技术中，动模型试验测量速度的方法多为定点测量，即测量列车模型通过某一位置时的速度，但这种方法并不能直接测量得到列车模型的实时运行速度，且要提前设置好需要测量速度的位置，操作较复杂，测量效率较低。因此，需要研究一种基于压力信号的动模型速度历程测试方法及系统。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于压力信号的动模型速度历程测试方法及系统，利用压力传感器测量列车模型表面的压力-时间变化曲线，通过测量得到的压力-时间变化曲线，即可计算得到列车模型整个运行过程中的实时运行速度，能够有效提高列车模型速度历程的测量效率，并降低测量复杂度。

为了解决上述技术问题，本申请有如下技术方案：

一方面，本申请提供一种基于压力信号的动模型速度历程测试方法，其特征在于，包括：

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；

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，P_O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。

可选地，其中：

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。

可选地，其中：

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；