大风条件下列车气动性能急剧降低,为保证列车运行安全性,新疆南疆铁路沿线安装多个大风监测站,并建立大风行车指挥预警系统。但现有测风站远离线路,南疆铁路地理环境复杂,测风站数据并不能真实反应列车所在位置的风速风向,且现有风速风向传感器不适用于车载式测量。基于上述技术问题,本团队研发了一种利用圆柱表面压力分布进行车载式风速风向设备。
1.风速风向计算方法
基于二维圆柱绕流原理,通过分析分离点前不同位置的流场分布情况,提出一种利用多点压力计算风速风向的方法。
2.模型研制
通过数值仿真分析直径、高度、形状对风速测量的影响,确定最优模型;开展风洞试验,验证理论推导和数值仿真计算的真实性;进行地面环境实验,与超声波式风速仪进行测量结果对比,并考核环境适应性。
3.实车实验
通过数值仿真建立列车运行模型,模拟在不同挡风墙及地形条件下列车运行时的车顶流场,并对车载风速与列车运行速度、挡风墙类型等关键因素进行解耦分析,并进行实车实验。
应用前景:
本成果研发的检测设备可根据运行里程和地形, 自动对测量数据进行解耦,可得到真实环境风速风向。成果保障了大风环境下的行车安全,可避免因大风造成的列车限速、停轮、旅客滞留、货物积压等损失,具有显著的社会经济效益。
成熟度:产业化