[发明专利]一种用于风洞实验的磁浮列车轨道梁及风洞实验方法

说明书

本发明提供了一种用于风洞实验的磁浮列车轨道梁，包括轨道梁本体，所述轨道梁本体的内部设有沿长度方向延伸的导流腔，所述导流腔将所述轨道梁本体的两端连通并形成供气流流过的通道。本发明还提供了一种使用上述磁浮列车轨道梁进行风洞实验的方法，包括放置磁浮列车模型、在轨道梁本体上布设传感器、在导流腔布设传感器、在磁浮列车模型内布设测试仪器、开启风洞风机等步骤。本发明可以大幅减小实验中轨道梁前沿产生的扰流，不会影响列车周围的流场，同时减小列车头部到轨道梁前沿的长度，以减小附面层的厚度，缩减轨道梁悬臂，大幅减小抖动，以提高实验测量精度。

技术领域

本发明属于风洞实验技术领域，尤其涉及一种用于风洞实验的磁浮列车轨道梁及风洞实验方法。

背景技术

目前的高速铁路为减小征地面积，均采用以桥代路的方式，磁浮列车绝大多数时间运行在轨道梁上，轨道梁的长度非常长，而风洞实验只能模拟有限的轨道梁长度，且无法模拟列车和轨道梁的相对运动，此外由于轨道梁的截面太大，轨道梁的前沿会对列车周围的流场有较大扰动，要避免这种干扰，需要轨道梁的前沿到列车头部的距离比较长，一般以梁的高度或宽度为特征长度，该长度需要8～10倍特征长度。但是，列车头部到轨道梁的前沿长度过长有两个缺陷：首先，轨道梁上的附面层的厚度随长度的增加而增厚，而该附面层在实际列车运行过程中是没有的，是风洞实验方法带来的，其厚度越厚对结果的影响越大，应该尽量消除或减小，特别对于磁浮列车的风洞实验，由于轨道梁和列车的底部和侧部的缝隙非常小，附面层很快将该缝隙淹没，严重干扰底部流场，给测量结果带来较大误差。其次，风洞的转盘尺度都有限，轨道梁的前部和后部均为悬臂支撑，如果长度越长，实验中其抖动越剧烈，抖动将给轨道梁以上的气流产生垂向的速度，使车底部流场发生变化，给测量带来较大误差。

现有的用于风洞实验的磁浮轨道梁为实心结构，为减小轨道梁的前沿产生的分离涡对列车头部的影响，图1至图3为单斜切式导流结构轨道梁，其轨道梁的迎风端前沿设有呈一定角度倾斜的单向导流结构，图4至图6为双斜切面导流结构轨道梁，其轨道梁的迎风端前沿则采用上下两面双向导流结构。现有的轨道梁的前沿均进行了导流处理，但轨道梁前沿产生的扰流仍会对列车头部造成一定的影响，此外，现有的导流结构的长度较长，导致列车头部到轨道梁的前沿仍存在较长的距离，附面层会对实验结果造成一定的影响，同时较长的导流结构导致悬臂支撑长度增加，悬臂抖动也会影响测量结果。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术存在的不足，提供一种可以大幅减小实验中轨道梁前沿产生的扰流，不会影响列车周围的流场，同时减小列车头部到轨道梁前沿的长度，以减小附面层的厚度，缩减轨道梁悬臂，大幅减小抖动，以提高实验测量精度的用于风洞实验的磁浮列车轨道梁。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种用于风洞实验的磁浮列车轨道梁，包括轨道梁本体，所述轨道梁本体的内部设有沿长度方向延伸的导流腔，所述导流腔将所述轨道梁本体的两端连通并形成供气流流过的通道。将轨道梁设计成空心结构从而形成导流腔，气流可以从导流腔中流过，解决了现有技术中因轨道梁截面大导致气流吹至轨道梁端部截面时产生较大的扰流，而对列车流场造成较大扰动导致实验结果误差大的问题，同时由于减小了扰动，列车头部距离轨道梁前沿的距离可大幅度缩小，进而大幅降低了附面层的厚度，提高实验的测量精度。

上述的用于风洞实验的磁浮列车轨道梁，优选的，所述轨道梁本体的迎风端为不具有突出部的平面结构。该结构的轨道梁本体迎风端为平面，缩减了设置突出导流斜面的距离，因此有利于减小附面层的厚度，以及减小轨道梁本体悬臂的抖动，提高风洞实验结果的精度和准确性。

上述的用于风洞实验的磁浮列车轨道梁，优选的，所述轨道梁本体包括顶板、侧板和底板，所述顶板、侧板和底板围合构成具有所述导流腔的轨道梁本体。利用顶板、侧板和底板围合形成具有导流腔的轨道梁本体，以增大导流腔的面积，减少迎风端的造成的扰动。