[發(fā)明專利]一種軌道車輛特征風(fēng)速的計算方法、裝置及存儲介質(zhì)

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202011115552.9
• 申請日: 2020-10-19
• 公開（公告）號: CN112231994A
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 舒瑤;蔣忠城;葉彪;張俊;張波;劉國云;陳晶晶;施柱;周鵬;朱穎謀;劉曉波;萬平;吳昊
• 申請（專利權(quán)）人: 中車株洲電力機(jī)車有限公司
• 主分類號: G06F30/28
• 分類號: G06F30/28;G06F30/17
• 代理公司: 長沙正奇專利事務(wù)所有限責(zé)任公司 43113
• 代理人: 盧宏;張珉瑞

一種軌道車輛特征風(fēng)速的計算方法、裝置及存儲介質(zhì)，包括如下步驟：S1、將車輛輪重減載系數(shù)與第一閾值進(jìn)行比較：若大于第一閾值，逐次減小風(fēng)速直到減小后的風(fēng)速對應(yīng)的車輛輪重減載系數(shù)小于第一閾值，若小于第一閾值，逐次增大風(fēng)速直到增大后的風(fēng)速對應(yīng)的車輛輪重減載系數(shù)大于第一閾值，并據(jù)此定義風(fēng)速上限v_{w_u}和風(fēng)速下限v_{w_d}；S2、根據(jù)v_{w_u}和v_{w_d}設(shè)定第二閾值，并根據(jù)第二閾值對應(yīng)的車輛輪重減載系數(shù)與第一閾值的大小關(guān)系調(diào)整v_{w_u}和v_{w_d}，直至v_{w_u}和v_{w_d}之差小于預(yù)設(shè)容差，然后將調(diào)整后的v_{w_u}與v_{w_d}的平均值定義為特征風(fēng)速。由于采用了上述技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明實現(xiàn)了不同車速和橫向加速度下車輛橫風(fēng)特征風(fēng)速的全自動化計算。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及軌道交通裝備計算機(jī)仿真領(lǐng)域，具體涉及一種軌道車輛特征風(fēng)速的計算方法、裝置及存儲介質(zhì)。

背景技術(shù)

在強(qiáng)橫風(fēng)作用下，列車運行環(huán)境惡化，不僅列車空氣阻力、升力、橫向力迅速增加，列車的橫向穩(wěn)定性也會受到影響，嚴(yán)重時可能導(dǎo)致列車傾覆。對于一些特殊的風(fēng)環(huán)境，如特大橋、高架橋、路堤，列車的繞流流場改變更為突出，空氣動力顯著增大，當(dāng)列車通過曲線路段時，空氣橫向力、升力與離心力疊加導(dǎo)致列車傾覆的可能性大大增加。

車輛橫風(fēng)安全性是歐洲TSI認(rèn)證的重要項點，目前國內(nèi)均無關(guān)于車輛橫風(fēng)動力學(xué)TSI認(rèn)證的范例。歐盟標(biāo)準(zhǔn)評估機(jī)車車輛橫風(fēng)安全性的基本原則是通過特征風(fēng)速曲線(Characteristic wind curves，CWC曲線)給出的，即機(jī)車車輛在不超過輪重減載系數(shù)限值的情況下所能承受的特征風(fēng)速。對于不同的輸入?yún)?shù)，如列車速度、未平衡橫向加速度或風(fēng)向角，列出這些特征風(fēng)速，由此繪制的曲線稱為特征風(fēng)曲線(CWC曲線)，歐標(biāo)EN 14067-6給出了CWC曲線的計算方法和流程，并且規(guī)定列車的橫風(fēng)穩(wěn)定性由整列車中對橫風(fēng)最敏感的車輛給出。EN 14067-6規(guī)定鐵道車輛在輪重減載系數(shù)不超過限值0.9的情況下所能承受的最大風(fēng)速稱為特征風(fēng)速，它是評價車輛橫風(fēng)穩(wěn)定性的主要指標(biāo)。考慮路況條件、列車速度、未平衡橫向加速度、風(fēng)向角等因素的變化，由此可得到不同條件下的特征風(fēng)速曲線(CWC曲線)。對于在一定速度范圍內(nèi)運行的列車來說，CWC曲線定義了列車在超過輪重減載系數(shù)限值前所能承受的最大自然風(fēng)速。

現(xiàn)有獲得鐵路機(jī)車車輛的CWC曲線方法的主要步驟為：(1)獲得車輛空氣動力學(xué)氣動載荷系數(shù)，屬于空氣動力學(xué)范疇；(2)計算橫風(fēng)荷載下機(jī)車車輛在不超過輪重減載系數(shù)限值的情況下所能承受的特征風(fēng)速，屬于車輛動力學(xué)范疇。歐標(biāo)EN 14067-6規(guī)定，對于車輛空氣動力學(xué)氣動載荷系數(shù)，規(guī)范推薦預(yù)測方程、CFD計算和小比例風(fēng)洞試驗三種方法；對于特征風(fēng)速的計算，該規(guī)范也推薦了三種方法，分別是準(zhǔn)靜態(tài)的簡單方法—三質(zhì)量模型、高級準(zhǔn)靜態(tài)方法—五質(zhì)量模型，以及陣風(fēng)場景下時域MBS方法(Time-dependent MBS method)，其中以時域MBS方法最為精確，也應(yīng)用最廣。一般來說，計算特定橫風(fēng)風(fēng)速下車輛的動力響應(yīng)是正向的、直接的，而要獲取車輛傾覆臨界狀態(tài)下的橫風(fēng)風(fēng)速則是逆向的，需要不斷試算直至某個橫風(fēng)風(fēng)速下鐵道車輛輪重減載率為0.9。因而，即使只計算特定車速、特定未平衡橫向加速度下的特征風(fēng)速也可能需要進(jìn)行數(shù)次計算，每次之間還需要根據(jù)計算結(jié)果反饋來調(diào)整試算風(fēng)速的大小，計算十分不便，且耗時巨大；要獲得完整的CWC曲線，還需考慮列車速度、未平衡橫向加速度、風(fēng)向角等因素的變化，故整個計算將十分不便和耗時，急需尋求一種自動化計算方法。

發(fā)明內(nèi)容

為解決背景技術(shù)中軌道車輛特征風(fēng)速的計算十分不便和費時的問題，本發(fā)明提供了一種軌道車輛特征風(fēng)速的計算方法，具體技術(shù)方案如下。

一種軌道車輛特征風(fēng)速的計算方法，包括如下步驟：

S1、將車輛輪重減載系數(shù)與第一閾值進(jìn)行比較：