高速列车静态气密性缩尺分析与试验研究

摘要

为了探究缩尺模型试验在高速列车静态气密性研究中的可行性，利用数值模拟和模型试验研究了高速列车静态泄漏过程。基于静态泄漏模型理论推导了模型缩尺比例与等效泄漏孔面积及列车静态泄漏时间的关系。利用数值模拟方法计算了缩尺比例分别为1∶1、1∶5、1∶10和1∶20时缩尺模型的静态泄漏过程，验证了模型缩尺比例与列车静态泄漏时间的关系，并明确了其与孔口速度的关系。建立了1∶20列车气密缩尺模型试验系统，复现了列车静态泄漏过程。并利用缩尺模型试验系统研究了列车车内初始压力对静态泄漏时间的影响。研究结果表明：数值模拟结果显示高速列车静态泄漏时间与模型缩尺比例成反比例关系。建立的1∶20列车气密缩尺模型试验系统的静态泄漏时间与国外试验结果的相对误差为3.02%,重复性试验的最大相对偏差为2%,表明本试验系统的准确性和可靠性。缩尺模型内部初始压力分别为5 kPa、4 kPa和3 kPa时，内部压力从3 kPa降到1 kPa的泄漏时间最大相对误差为3.26%,表明高速列车静态气密性与车内初始压力无关。研究结果为高速列车气密缩尺模型试验研究提供了理论及数据依据。

关键词

缩尺模型试验 / 气密性 / 静态泄漏 / 高速列车 / 空气动力学