[發明專利]一種亞音速真空管道列車周圍氣流參數計算方法有效
| 申請號： | 202110686550.3 | 申請日： | 2021-06-21 |
| 公開（公告）號： | CN113361215B | 公開（公告）日： | 2022-02-18 |
| 發明（設計）人： | 李田;秦登;張曉涵;蔣堯;畢海權;張繼業;張衛華 | 申請（專利權）人： | 西南交通大學 |
| 主分類號： | G06F30/28 | 分類號： | G06F30/28;G06F30/15 |
| 代理公司： | 北京正華智誠專利代理事務所(普通合伙) 11870 | 代理人： | 何凡 |
| 地址： | 610031*** | 國省代碼： | 四川;51 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 亞音速 真空 管道 列車 周圍 氣流 參數 計算方法 | ||
1.一種亞音速真空管道列車周圍氣流參數計算方法，其特征在于，包括如下步驟：
S1、確定列車的運行速度以及在該速度下的阻塞比；
S2、計算臨界阻塞比，并根據臨界阻塞比判斷列車是否處于壅塞狀態；
S3、若列車處于非壅塞狀態，則計算列車周圍臨界區域的氣流參數；若列車處于壅塞狀態，則分別計算列車前方、列車周圍以及列車尾部的氣流參數，具體方式為：
若管道內部處于非壅塞狀態時，列車周圍臨界區域的氣流參數的計算方式包括：
S301、將管道內部區域劃分為列車前方區域、臨界區域以及列車后方區域，其中，列車前方區域和列車后方區域的氣流參數保持一致且均為初始氣流參數；
S302、根據臨界區域與列車前方區域的截面比值與對應速度的關系求解臨界區域的馬赫數；
S303、根據臨界區域馬赫數以及臨界區域內氣流參數與列車前方區域氣流參數之間的關系求解臨界區域的氣流參數；
若管道內部處于壅塞狀態，列車前方、列車周圍以及列車尾部的氣流參數計算方式為：
S311、將管道內部按照列車運行方向劃分為區域1、區域2、臨界區域、區域3、區域4、區域5和區域6，其中，區域1和區域6中的氣流參數為初始值；
S312、根據列車運行速度、前驅激波運行速度、尾部激波運行速度以及管道阻塞比求解管道面積與臨界區域喉道面積的比值求解壅塞狀態下的區域1的馬赫數；
S313、根據步驟S312計算的壅塞狀態下的列車馬赫數求解區域2中管道與列車運行對向的氣體速度，并根據該速度計算前驅激波運行馬赫數及區域2中的溫度參數；
S314、根據區域1與區域2中的氣流參數關系，求解區域2中的氣流參數；
S315、根據區域2與臨界區域的氣流參數關系求解臨界區域中的氣流參數，并根據臨界區域與區域3的氣流參數關系求解臨界區域3的氣流參數；
S316、根據尾部激波運行速度求解區域3相對于尾部激波馬赫數，并結合區域3與區域4的氣流參數關系求解區域4的氣流參數；
S317、根據區域3和區域4的參數關系求解區域4的尾部激波馬赫數，并根據區域4與區域5的氣流參數關系求解區域5的氣流參數。
2.根據權利要求1所述的亞音速真空管道列車周圍氣流參數計算方法，其特征在于，所述臨界阻塞比的計算方式為：
其中，βt為臨界阻塞比，Mat為列車速度對應的馬赫數且ut為列車速度，R為理想氣體常數，K為氣體絕熱指數，T1為管道環境溫度。
3.根據權利要求2所述的亞音速真空管道列車周圍氣流參數計算方法，其特征在于，所述步驟S2中，若βt≥β，則整個管道處于非壅塞狀態；若βtβ，管道內部處于壅塞狀態，其中，β為管道阻塞比。
4.根據權利要求1所述的亞音速真空管道列車周圍氣流參數計算方法，其特征在于，所述步驟S302中臨界區域的馬赫數的計算方式為：
其中，Ma1為列車運行馬赫數且Ma1＝Mat，Macr為臨界區域氣流相對于列車的馬赫數且Macr＜1，A1為列車前方區域的氣道截面，Acr為臨界區域的氣道截面。
5.根據權利要求4所述的亞音速真空管道列車周圍氣流參數計算方法，其特征在于，所述步驟S303中臨界區域的氣流參數計算方式為：
其中，Pcr為臨界區域的管道壓力，ρcr為臨界區域的空氣密度，Tcr為臨界區域的溫度，P1為初始環境壓力、T1為初始環境溫度、ρ1為初始環境密度。
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