测量高速列车产生压力波实验装置的发展

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1、高速列车产生的压力波测量试验装置的开发TetsuyaDoi，TakanobuOgawa,TakanoriMasubuchi，JiroKaku摘要这是一个用于研究高速列车所产生的正力波的试验装置，该装置使用压缩空气发射了一个比例为1/30的列车模型，模型符合实际列车的形状，同时在实车上进行了相同几何结构的测量。并建立了一个数学模型来预测该实验装置的性能。该模型允许使用实验装置设计参数的最佳值，以实现给定的目标速度，并通过调节压缩空气的压力来控制发射速度。实验装置屮流量的测量表明，该装置达到了数学模型预

2、测的性能，并能够以高于500km/h的速度发射列车模型。列车进入隧道所产生的压力波的测量数据，与现场测量的实验数据吻合得较好。还讨论了列车头部对压力波的强度和形式的影响。关键词：实验，高速列车，低频噪声，压力波1•引言高速列车在20世纪60年代最早发展起来，为了满足F1益堉长的快速人规模运输需求，列车以高达210km/h的速度运行。最新的日本新干线，动车运行速度高达360km/h。M样，H木的磁忌浮列车实验速度已经达到500knVh。列车在这样的高逨度下运行，将会引起各种各样的空气动力学问题，其中之

3、一就是低频噪声的产生。当列车在隧道和房屋等建筑物附近运行时，列车周围的亚咅速绕流会与周围的建筑物产生相互作用。这种相互作用产生的压力波，最终会导致低频噪声传播给周围环境。列车进入隧道吋产生的问题是最值得注意的。列车压缩隧道屮的空气在隧道内外都会产生压力波。在隧道内，形成压缩波并向隧道出口传递，最终成为“隧道音爆”并离开隧道出口。在上世纪60年代，新干线开始运行时，出现了这个问题，Ozawa等人在1991年对其进行了实验和理论研究。同吋，在隧道外，当列车进入隧道吋，另一个压力波直接从隧道入口处喷出。在

4、这项研究中这种压力波被称为“入口波”，频率通常小于10Hz,并且随着高速列车速度的提高，“入口波”现象将会更加明显（Tanaka等人.，2001）。对于列车所产生的压力波的实验研究，用于发射列车模型的轨道等装置是必须的，并且该轨道上应冇一些固定的结构，如隧道等。对于动态相似性，列车模型应运行在与实车相同的马赫数下。因此，研发一个以如此高的速度发射列车模型的装置是一个技术问题，在过去已经开发了各种技术。Saito等人在2006年用旋转岡盘向一节管子发射抛射体，以测量隧道音爆。在该实验中，抛射体比例为1

5、/97,发射速度为500km/h。Ricco高速列车产生的压力波测量试验装置的开发TetsuyaDoi，TakanobuOgawa,TakanoriMasubuchi，JiroKaku摘要这是一个用于研究高速列车所产生的正力波的试验装置，该装置使用压缩空气发射了一个比例为1/30的列车模型，模型符合实际列车的形状，同时在实车上进行了相同几何结构的测量。并建立了一个数学模型来预测该实验装置的性能。该模型允许使用实验装置设计参数的最佳值，以实现给定的目标速度，并通过调节压缩空气的压力来控制发射速度。实验

6、装置屮流量的测量表明，该装置达到了数学模型预测的性能，并能够以高于500km/h的速度发射列车模型。列车进入隧道所产生的压力波的测量数据，与现场测量的实验数据吻合得较好。还讨论了列车头部对压力波的强度和形式的影响。关键词：实验，高速列车，低频噪声，压力波1•引言高速列车在20世纪60年代最早发展起来，为了满足F1益堉长的快速人规模运输需求，列车以高达210km/h的速度运行。最新的日本新干线，动车运行速度高达360km/h。M样，H木的磁忌浮列车实验速度已经达到500knVh。列车在这样的高逨度下运

7、行，将会引起各种各样的空气动力学问题，其中之一就是低频噪声的产生。当列车在隧道和房屋等建筑物附近运行时，列车周围的亚咅速绕流会与周围的建筑物产生相互作用。这种相互作用产生的压力波，最终会导致低频噪声传播给周围环境。列车进入隧道吋产生的问题是最值得注意的。列车压缩隧道屮的空气在隧道内外都会产生压力波。在隧道内，形成压缩波并向隧道出口传递，最终成为“隧道音爆”并离开隧道出口。在上世纪60年代，新干线开始运行时，出现了这个问题，Ozawa等人在1991年对其进行了实验和理论研究。同吋，在隧道外，当列车进入

8、隧道吋，另一个压力波直接从隧道入口处喷出。在这项研究中这种压力波被称为“入口波”，频率通常小于10Hz,并且随着高速列车速度的提高，“入口波”现象将会更加明显（Tanaka等人.，2001）。对于列车所产生的压力波的实验研究，用于发射列车模型的轨道等装置是必须的，并且该轨道上应冇一些固定的结构，如隧道等。对于动态相似性，列车模型应运行在与实车相同的马赫数下。因此，研发一个以如此高的速度发射列车模型的装置是一个技术问题，在过去已经开发了各种技术。Saito等人在2006