CN111310279A - 一种列车气动参数确定方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种列车气动参数确定方法及装置，该方法包括：在获取到预设头型参数约束条件之后，先生成符合预设头型参数约束条件的列车头型参数，再将配置有列车头型参数的列车模型进行第一气动性能测试，得到所述列车头型参数对应的第一气动性能测试结果，并将对应的第一气动性能测试结果满足第一条件的列车头型参数确定为目标列车头型参数，以便根据所述目标列车头型参数，确定列车气动参数。如此能够有效地确定出列车气动参数。

Description

一种列车气动参数确定方法及装置

技术领域

本申请涉及列车设计技术领域，尤其涉及一种列车气动参数确定方法及装置。

背景技术

随着列车(例如，高速列车组)运行速度的提高，列车与空气之间的相互作用变得越来越显著，如此不仅导致列车气动阻力及气动噪声急剧增大，还在列车高速交会、通过隧道情况下出现了一系列危及行车安全、降低旅客舒适度、影响列车周围环境的列车空气动力学问题。如此使得列车气动参数确定已经成为现代列车设计研发过程中必须考虑并解决的关键技术问题。其中，气动参数是指影响列车气动性能的参数(例如，列车外形参数等)。然而，如何有效地确定列车气动参数仍是一亟待解决的技术问题。

发明内容

为了解决现有技术中存在的以上技术问题，本申请提供一种列车气动参数确定方法及装置，能够有效地确定出列车气动参数。

为了实现上述目的，本申请提供的技术方案如下：

一种列车气动参数确定方法，包括：

获取预设头型参数约束条件；

生成符合预设头型参数约束条件的列车头型参数；

将配置有列车头型参数的列车模型进行第一气动性能测试，得到所述列车头型参数对应的第一气动性能测试结果，并将对应的第一气动性能测试结果满足第一条件的列车头型参数确定为目标列车头型参数；

根据所述目标列车头型参数，确定列车气动参数。

可选的，所述将配置有列车头型参数的列车模型进行第一气动性能测试，得到所述列车头型参数对应的第一气动性能测试结果，并将对应的第一气动性能测试结果满足第一条件的列车头型参数确定为目标列车头型参数，具体包括：

将配置有列车头型参数的第一模型进行初选气动性能测试，得到所述列车头型参数对应的初选气动性能测试结果，并将对应的初选气动性能测试结果满足第一气动性能条件的列车头型参数确定为初选列车头型参数；

将配置有初选列车头型参数的第二模型进行再选气动性能测试，得到所述初选列车头型参数对应的再选气动性能测试结果，并将对应的再选气动性能测试结果满足第二气动性能条件的初选列车头型参数确定为待优化列车头型参数；

基于待优化列车头型参数，生成满足头型优化约束条件的目标列车头型参数。

可选的，所述将配置有初选列车头型参数的第二模型进行再选气动性能测试，得到所述初选列车头型参数对应的再选气动性能测试结果，具体包括：

将配置有初选列车头型参数的第二模型进行第一项气动性能测试，得到所述初选列车头型参数对应的第一项气动性能测试结果；

将配置有初选列车头型参数的第二模型进行第二项气动性能测试，得到所述初选列车头型参数对应的第二项气动性能测试结果；

根据所述初选列车头型参数对应的第一项气动性能测试结果和所述初选列车头型参数对应的第二项气动性能测试结果，确定所述初选列车头型参数对应的再选气动性能测试结果。

可选的，所述第一项气动性能测试包括基本气动性能计算、横风气动性能计算、气动噪声性能计算、明线交会性能计算、隧道通过性能计算、隧道交会性能计算中的至少一个；

和/或，

所述第二项气动性能测试包括风洞测试和/或动模型测试。

可选的，所述初选气动性能测试包括基本气动性能计算、横风气动性能计算、气动噪声性能计算、明线交会性能计算、隧道通过性能计算、隧道交会性能计算中的至少一个。

可选的，所述方法还包括：

获取预设表面平顺参数约束条件，并生成符合预设表面平顺参数约束条件的列车表面平顺参数；

将配置有列车表面平顺参数的列车模型进行第二气动性能测试，得到所述列车表面平顺参数对应的第二气动性能测试结果，并将对应的第二气动性能测试结果满足第二条件的列车表面平顺参数确定为目标列车表面平顺参数；

所述根据所述目标列车头型参数，确定列车气动参数，具体包括：

根据所述目标列车头型参数和/或所述目标列车表面平顺参数，确定列车气动参数。

可选的，所述预设表面平顺参数约束条件，包括：集电系统参数约束条件、转向架舱参数约束条件、车端风挡参数约束条件、车顶空调参数约束条件、车门参数约束条件和车窗参数约束条件中的至少一个。

可选的，所述方法还包括：

将配置有列车气动参数的第三模型进行第三气动性能测试，得到所述列车气动参数对应的第三气动性能测试结果；

在确定所述列车气动参数对应的第三气动性能测试结果不满足第三条件时，返回执行所述生成符合预设头型参数约束条件的列车头型参数以及后续步骤，直至满足第三条件时，将所述列车气动参数作为目标列车气动参数。

一种列车气动参数确定装置，包括：

条件获取单元，用于获取预设头型参数约束条件；

第一生成单元，用于生成符合预设头型参数约束条件的列车头型参数；

第一确定单元，用于将配置有列车头型参数的列车模型进行第一气动性能测试，得到所述列车头型参数对应的第一气动性能测试结果，并将对应的第一气动性能测试结果满足第一条件的列车头型参数确定为目标列车头型参数；

第二确定单元，用于根据所述目标列车头型参数，确定列车气动参数。

一种设备，所述设备包括处理器以及存储器：

所述存储器用于存储计算机程序；

所述处理器用于根据所述计算机程序执行上述列车气动参数确定方法。

一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质用于存储计算机程序，所述计算机程序用于执行上述列车气动参数确定方法。

与现有技术相比，本申请至少具有以下优点：

本申请提供的列车气动参数确定方法中，在获取到预设头型参数约束条件之后，先生成符合预设头型参数约束条件的列车头型参数，再将配置有列车头型参数的列车模型进行第一气动性能测试，得到所述列车头型参数对应的第一气动性能测试结果，并将对应的第一气动性能测试结果满足第一条件的列车头型参数确定为目标列车头型参数，以便根据所述目标列车头型参数，确定列车气动参数。如此能够有效地确定出列车气动参数。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本申请实施例提供的列车气动参数确定方法的流程图；

图2为本申请实施例提供的列车气动设计原则、气动性能指标与列车外形参数之间的关系示意图；

图3为本申请实施例提供的一种S3的具体实施方式的流程图；

图4为本申请实施例提供的待优化列车头型参数的优化示意图；

图5为本申请实施例提供的一种列车气动参数确定方法的流程图；

图6为本申请实施例提供的集电系统示意图；

图7为本申请实施例提供的转向架舱示意图；

图8为本申请实施例提供的车端风挡示意图；

图9为本申请实施例提供的列车气动参数确定方法的另一实施方式流程图；

图10为本申请实施例提供的列车气动参数确定装置的结构示意图。

具体实施方式

为了解决背景技术部分的技术问题，发明人经过研究发现：列车气动外形是列车气动性能的主要影响因素，使得列车外形参数(例如，列车外形参数等)成为能够严重影响列车气动性能的主要列车气动参数。然而，列车气动外形设计是复杂系统的多参数多约束多目标循环优化设计，其设计难点主要体现在气动外形设计与设计边界的协调、各种性能参数的匹配以及多种研究手段的平衡。对于气动外形设计与设计边界的协调，需要处理好外形设计参数与结构空间以及气动性能与外部边界的关系；对于各种性能参数的匹配，需要解决气动性能各指标之间的匹配问题。单一强调某项性能，会导向偏颇的造型路线，为此需要确定主要矛盾，平衡解决；对于多种研究手段的平衡，需要综合利用仿真分析、模型试验的研究成果。采取单一模式，或者代价巨大，周期漫长；或者精准不足，目标难以实现，为此需多种手段并举，以最快的速度达成设计目标。

基于上述思路，本申请实施例提供了一种列车气动参数确定方法，该方法包括：获取预设头型参数约束条件；生成符合预设头型参数约束条件的列车头型参数；将配置有列车头型参数的列车模型进行第一气动性能测试，得到所述列车头型参数对应的第一气动性能测试结果，并将对应的第一气动性能测试结果满足第一条件的列车头型参数确定为目标列车头型参数；根据所述目标列车头型参数，确定列车气动参数。其中，因预设头型参数约束条件是基于列车气动性能与列车头型参数之间的相关性确定的约束条件，使得基于预设头型参数约束条件生成的列车头型参数均满足列车气动性能与列车头型参数之间的相关性要求，从而使得基于列车头型参数确定的列车气动参数对应于较高的气动性能，如此能够有效地确定出列车气动参数。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

方法实施例一

参见图1，该图为本申请实施例提供的列车气动参数确定方法的流程图。

本申请实施例提供的列车气动参数确定方法，包括S1-S4：

S1：获取预设头型参数约束条件。

预设头型参数约束条件是指在确定列车头型参数时应该参考的约束条件。本申请实施例不限定预设头型参数约束条件的获取方式，例如可以从预设存储空间中读取，或者由用户主动提供的。

另外，预设头型参数约束条件可以是基于图2所示的列车气动设计原则、气动性能指标与列车外形参数之间的关系确定的。例如，预设头型参数约束条件(或者，下文中的预设表面平顺参数约束条件)可以是在图2所示关系的基础上，根据新车型顶层指标要求，在各种限制条件下，总结既有列车研发成果，系统分析气动性能指标与列车外形参数之间的相关性，并根据顶层指标要求和车上限制、线路约束等边际条件确定的。

此外，本申请实施例不限定预设头型参数约束条件，例如，预设头型参数约束条件可以包括头型长度约束条件、车体断面约束条件、截面积变化率约束条件、纵断面形状约束条件、水平断面形状约束条件、驾驶舱倾角约束条件、导流槽约束条件等中的至少一项。下面将依次介绍这些约束条件的相关内容。

头型长度约束条件的相关内容：头型长度对列车综合气动性能影响显著，应在有效范围内优化，并兼顾载客量需求。列车气动性能与头型长度呈对数降低特征，拐点在2.5～4之间。考虑到顶层指标要求、载客量要求等，对于时速200～250公里列车组，流线型头型长度建议值9m；时速300～350公里列车组，流线型头型长度建议值12m；对于时速400公里列车组，流线型头型长度建议值15m。

车体断面约束条件的相关内容：车体断面主要影响列车横风气动性能，可以采用鼓形化断面，车顶圆弧半径增加(5000mm-15000mm)，横风气动性能变差；侧顶圆弧半径增加(750mm-900mm)，横风气动性能变好；设备舱圆弧半径增加(650mm-950mm)，横风气动性能变差。在满足设计约束条件下，减小车顶圆弧半径，增大侧顶圆弧半径，减小设备舱圆弧半径。

截面积变化率约束条件的相关内容：可以采用多段线性变化设计，可以采用两段线性变化设计或三段线性变化设计。

纵断面形状约束条件和水平断面形状约束条件的相关内容：纵断面和水平断面形状相互关联，相互影响，为头型长度、截面积变化率等设计变量在头部造型上的具体反映，共同决定了头型的具体形状。纵断面较尖锐，而水平断面较饱满的扁宽型头型有助于减小空气压力波，但空气阻力较大；纵断面较饱满，而水平断面较尖锐的椭球型头型空气阻力较小，但空气压力波较大。在新车型设计中，考虑各气动性能指标要求，合理选择。

驾驶舱倾角约束条件的相关内容：驾驶舱倾角应保证司机视野及室内净空间需求，驾驶舱倾角建议取值22°～35°。

导流槽约束条件的相关内容：流线型头型应设置导流槽，以提高列车气动性能，但导流型式的设计应与外观合理匹配，并兼顾头型传承特性。

S2：生成符合预设头型参数约束条件的列车头型参数。

列车头型参数是指能够影响列车气动性能的头型参数；而且，列车头型参数是基于预设头型参数约束条件生成的能够满足预设头型参数约束条件的参数。另外，本申请实施例不限定列车头型参数。例如，列车头型参数可以包括头型长度、车体断面、截面积变化率、纵断面形状、水平断面形状、驾驶舱倾角、导流槽等中的至少一项。

基于上述内容可知，本申请实施例中，在获取到预设头型参数约束条件之后，可以基于预设头型参数约束条件生成多组符合预设头型参数约束条件的列车头型参数，其具体过程可以为：先基于预设头型参数约束条件确定出多组符合预设头型参数约束条件的初始列车头型参数，再结合工业设计经验及曲面光顺性要求，将多组初始列车头型参数分别进行优化处理，得到多组能够符合预设头型参数约束条件、工业设计经验及曲面光顺性要求的列车头型参数。

S3：将配置有列车头型参数的列车模型进行第一气动性能测试，得到所述列车头型参数对应的第一气动性能测试结果，并将对应的第一气动性能测试结果满足第一条件的列车头型参数确定为目标列车头型参数。

列车模型是指用于实现列车数值仿真的模型。

第一气动性能测试是指用于从多组列车头型参数中筛选出一组目标列车头型参数的气动性能测试；而且，本申请实施例不限定第一气动性能测试的具体实施方式。

第一气动性能测试结果是指基于第一气动性能测试得到的列车性能测试结果。

第一条件是基于列车气动性能指标生成的条件；而且，第一条件可以根据应用场景确定。

基于上述内容可知，在本申请实施例中，在获取到各组列车头型参数之后，可以将配置有列车头型参数的列车模型进行第一气动性能测试，得到所述列车头型参数对应的第一气动性能测试结果，并将对应的第一气动性能测试结果满足第一条件的列车头型参数确定为目标列车头型参数。

另外，本申请实施例还提供了一种S3的具体实施方式，如图3所示，其具体可以包括S31-S33：

S31：将配置有列车头型参数的第一模型进行初选气动性能测试，得到所述列车头型参数对应的初选气动性能测试结果，并将对应的初选气动性能测试结果满足第一气动性能条件的列车头型参数确定为初选列车头型参数。

第一模型是指在初选气动性能测试中用于实现列车数值仿真的模型；而且，本申请实施例不限定第一模型的实施方式，例如第一模型可以包括三车编组光滑列车(其不考虑转向架、风挡、受电弓)1:8缩比模型和/或三车编组光滑列车(其不考虑转向架、风挡、受电弓)1:20缩比模型。需要说明的是，所谓光滑列车是指气动性能计算时不考虑除了列车头型参数以外其他参数(例如，与转向架、风挡、受电弓等相关的参数)影响的列车。

初选气动性能测试是指对列车头型参数进行第一轮筛选所使用的气动性能测试结果；而且，本申请实施例不限定初选气动性能测试的实施方式，例如，初选气动性能测试可以包括：基本气动性能计算、横风气动性能计算、气动噪声性能计算、明线交会性能计算、隧道通过性能计算、隧道交会性能计算中的至少一个。

另外，第一模型随着初选气动性能测试的变化而变化。例如，当初选气动性能测试包括基本气动性能计算、横风气动性能计算、气动噪声性能计算中的至少一项时，则第一模型可以包括三车编组光滑列车1:8缩比模型(其不考虑转向架、风挡、受电弓)；然而，当初选气动性能测试包括明线交会性能计算、隧道通过性能计算、隧道交会性能计算中的至少一项时，则第一模型可以包括三车编组光滑列车1:20缩比模型(其不考虑转向架、风挡、受电弓)。

初选气动性能测试结果用于表征配置有列车头型参数的第一模型的气动性能的优劣程度。

第一气动性能条件是基于列车气动性能指标生成的条件；而且，第一气动性能条件可以根据应用场景确定。例如，第一气动性能条件可以为对应初选气动性能测试结果优劣排序位置靠前(也就是，较优)的一个或多个列车头型参数。

基于上述内容可知，本申请实施例中，在获取到列车头型参数之后，可以将配置有列车头型参数的第一模型进行初选气动性能测试，得到所述列车头型参数对应的初选气动性能测试结果，并将对应的初选气动性能测试结果满足第一气动性能条件的列车头型参数确定为初选列车头型参数。

作为示例，当第一气动性能条件可以为对应气动性能排序位置靠前的多个列车头型参数时，S31具体可以为：在获取到第i组列车头型参数之后，先将配置有第i组列车头型参数的三车编组光滑列车1:8缩比模型分别进行基本气动性能计算、横风气动性能计算、气动噪声性能计算，得到第i组列车头型参数对应的基本气动性能计算结果、横风气动性能计算结果、气动噪声性能计算结果，同时，还将配置有第i组列车头型参数的三车编组光滑列车1:20缩比模型分别进行明线交会性能计算、隧道通过性能计算、隧道交会性能计算，得到第i组列车头型参数对应的明线交会性能计算结果、隧道通过性能计算结果、隧道交会性能计算结果；再根据第i组列车头型参数对应的基本气动性能计算结果、横风气动性能计算结果、气动噪声性能计算结果、明线交会性能计算结果、隧道通过性能计算结果、隧道交会性能计算结果，确定第i组列车头型参数的初选气动性能测试结果；其中，i为正整数，1≤i≤N，N为列车头型参数的组数。然后，将第1组列车头型参数的初选气动性能测试结果至第N组列车头型参数的初选气动性能测试结果按照从优到劣进行排序，并选择排序位置靠前的M个列车头型参数作为初选列车头型参数。

基于上述内容可知，在初选气动性能测试中可以采用光滑列车模型(所谓光滑列车模型是指气动性能计算时不考虑除了列车头型参数以外其他参数影响的模型)。如此能够较大程度的提高初选气动性能测试效率。

S32：将配置有初选列车头型参数的第二模型进行再选气动性能测试，得到所述初选列车头型参数对应的再选气动性能测试结果，并将对应的再选气动性能测试结果满足第二气动性能条件的初选列车头型参数确定为待优化列车头型参数。

第二模型是指在再选气动性能测试中用于实现列车数值仿真的模型；而且，本申请实施例不限定第二模型的实施方式，例如，第二模型可以包括三车编组列车1:8缩比模型和/或三车编组列车1:20缩比模型。

再选气动性能测试是指对列车头型参数进行第二轮筛选所使用的气动性能测试结果；而且，本申请实施例不限定再选气动性能测试的实施方式，例如，再选气动性能测试可以包括第一项气动性能测试和第二项气动性能测试，其中，第一项气动性能测试可以包括：基本气动性能计算、横风气动性能计算、气动噪声性能计算、明线交会性能计算、隧道通过性能计算、隧道交会性能计算中的至少一个。第二项气动性能测试可以包括：风洞测试和/或动模型测试。其中，所谓动模型可以包括明线交会、隧道通过、隧道交会等。

另外，第二模型随着再选气动性能测试的变化而变化。例如，当再选气动性能测试包括基本气动性能计算、横风气动性能计算、气动噪声性能计算中至少一项时，则第二模型可以包括三车编组列车1:8缩比模型；然而，当再选气动性能测试包括明线交会性能计算、隧道通过性能计算、隧道交会性能计算中至少一项时，则第二模型可以包括三车编组列车1:20缩比模型。

第二气动性能条件是基于列车气动性能指标生成的条件；而且，第二气动性能条件可以根据应用场景确定。例如，第二气动性能条件可以为对应气动性能优劣排序位置靠前的一个或多个初选列车头型参数。

基于上述内容可知，本申请实施例中，在获取到初选列车头型参数，可以将配置有初选列车头型参数的第二模型进行再选气动性能测试，得到所述初选列车头型参数对应的再选气动性能测试结果，并将对应的再选气动性能测试结果满足第二气动性能条件的初选列车头型参数确定为待优化列车头型参数。

另外，本申请实施例还提供了一种获取再选气动性能测试结果的具体实施方式，其包括以下步骤：

第一步：将配置有初选列车头型参数的第二模型进行第一项气动性能测试，得到所述初选列车头型参数对应的第一项气动性能测试结果。

第一项气动性能测试结果用于表征配置有初选列车头型参数的第二模型的气动性能。

本申请实施例中，在获取到初选列车头型参数之后，可以将配置有初选列车头型参数的第二模型进行第一项气动性能测试，得到所述初选列车头型参数对应的第一项气动性能测试结果。例如，在获取到第i组初选头型参数之后，先将配置有第i组初选头型参数的三车编组列车1:8缩比模型分别进行基本气动性能计算、横风气动性能计算、气动噪声性能计算，得到第i组初选头型参数对应的基本气动性能计算结果、横风气动性能计算结果、气动噪声性能计算结果，同时，还将配置有第i组初选头型参数的三车编组列车1:20缩比模型分别进行明线交会性能计算、隧道通过性能计算、隧道交会性能计算，得到第i组初选头型参数对应的明线交会性能计算结果、隧道通过性能计算结果、隧道交会性能计算结果；再根据第i组初选头型参数对应的基本气动性能计算结果、横风气动性能计算结果、气动噪声性能计算结果、明线交会性能计算结果、隧道通过性能计算结果、隧道交会性能计算结果，确定第i组初选头型参数的第一项气动性能测试结果；其中，i为正整数，1≤i≤M，M为初选头型参数的组数。

第二步：将配置有初选列车头型参数的第二模型进行第二项气动性能测试，得到所述初选列车头型参数对应的第二项气动性能测试结果。

本申请实施例中，在获取到初选列车头型参数之后，可以将配置有初选列车头型参数的第二模型进行第二项气动性能测试，得到所述初选列车头型参数对应的第二项气动性能测试结果。例如，将配置有第i组初选头型参数的第二模型进行风洞测试以及动模型测试，得到风洞测试结果以及动模型测试结果。其中，i为正整数，1≤i≤M，M为初选头型参数的组数。

第三步：根据所述初选列车头型参数对应的第一项气动性能测试结果和所述初选列车头型参数对应的第二项气动性能测试结果，确定所述初选列车头型参数对应的再选气动性能测试结果。

需要说明的是，本申请实施例不限定第三步中的再选气动性能测试结果的生成过程，例如，可以将初选列车头型参数对应的第一项气动性能测试结果和所述初选列车头型参数对应的第二项气动性能测试结果的集合作为再选气动性能测试结果。

基于上述内容可知，本申请实施中，在获取到初选列车头型参数之后，可以对初选列车头型参数进行第二次筛选得到待优化列车头型参数。例如，在获取到各组初选头型参数对应的第一项气动性能测试结果、各组初选头型参数对应的风洞测试结果以及动模型测试结果之后，可以基于优劣排序后的各组初选头型参数对应的第一项气动性能测试结果、优劣排序后的各组初选头型参数对应的风洞测试结果、以及优劣排序后的各组初选头型参数对应的动模型测试结果，综合确定出待优化列车头型参数，使得待优化列车头型参数各方面性能均较好。

S33：基于待优化列车头型参数，生成满足头型优化约束条件的目标列车头型参数。

头型优化约束条件用于表征对利用具有待优化列车头型参数的列车进行气动性能优化时所使用的条件。

本申请实施例不限定S33的具体实施方式，例如，如图4所示的优化过程。其中，“CFD”的中文名称为计算流体动力学。

基于上述内容可知，本申请实施例中，在确定出待优化列车头型参数之后，可以基于待优化列车头型参数，生成满足头型优化约束条件的目标列车头型参数，以便使得确定的目标列车头型参数对应于较优的气动性能。

S4：根据所述目标列车头型参数，确定列车气动参数。

本申请实施例中，在获取到目标列车头型参数之后，可以直接将目标列车头型参数确定为列车气动参数。

以上为本申请实施例提供的列车气动参数确定方法中，在获取到预设头型参数约束条件之后，先生成符合预设头型参数约束条件的列车头型参数，再将配置有列车头型参数的列车模型进行第一气动性能测试，得到所述列车头型参数对应的第一气动性能测试结果，并将对应的第一气动性能测试结果满足第一条件的列车头型参数确定为目标列车头型参数，以便根据所述目标列车头型参数，确定列车气动参数。如此能够有效地确定出列车气动参数。

方法实施例二

另外，由于列车气动性能不仅受到列车头型参数影响，还受到了列车表面平顺参数影响，因而，为了提高列车气动性能，还可以优化列车表面平顺参数。基于此，本申请实施例还提供了一种列车气动参数确定方法，如图5所示，该列车气动参数除了可以包括上述步骤以外，还可以包括S5-S6：

S5：获取预设表面平顺参数约束条件，并生成符合预设表面平顺参数约束条件的列车表面平顺参数。

预设表面平顺参数约束条件是指在确定列车表面平顺参数时应该参考的约束条件；而且，本申请实施例不限定预设表面平顺参数约束条件，例如，预设表面平顺参数约束条件，包括集电系统参数约束条件、转向架舱参数约束条件、车端风挡参数约束条件、车顶空调参数约束条件、车门参数约束条件和车窗参数约束条件中的至少一个。下面依次介绍各个约束条件的相关内容。

(1)因集电系统(如图6)中的受电弓及附属设备作为裸露于车体上部的部件，对列车气动性能有较为显著的影响，使得集电系统参数约束条件可以包括平台下沉约束条件和隔声约束条件。

因平台下沉约束条件的优化目标为较好地改善列车气动阻力和气动噪声，使得平台下沉约束条件可以为：在考虑客室净高及降噪隔音结构等空间限制下，可采用最大下沉方案，且下沉平台的形状也会对气动特性产生较为明显的影响，可采用“五边形轮廓+立面导流”设计，以获得较优的减阻效果。

(3)转向架区域的气动特性主要由转向架舱的外形决定，其具体为：合理的转向架舱外形可以有效引导来流进入舱内的方向，使得冲击到转向架上的冲击力大幅降低。其中，转向架舱参数包括大小、导流、扰流、包覆等参数(如图7)所示。

因转向架舱尺寸越小压差阻力越小，使得转向架舱参数约束条件可以为：在保证安装空间的前提下，宜采用最小转向架舱方案，且采用圆弧导流方案最佳；转向架舱包覆裙板，可控制进入气流的总量及速度，实现减阻降噪设计，对于头尾车流线型区域的转向架舱，设置可活动的包覆裙板，能将转向架侧面完全包覆，检修时裙板可抬升。

(4)车端风挡(如图8所示)包括两类：全包型车端风挡方案和半包型车端风挡方案；而且，不同风挡型式的设计都有可能引起列车气动性能的变化。例如，半包方案均会产生气流分离，全包风挡气流均匀流过，对气流扰动最小。

基于此可知，车端风挡参数约束条件可以为：对于时速300～350公里列车，宜采用全包型风挡设计方案；对于时速200～250公里列车，可以考虑采用半包型风挡设计。

(5)车顶空调对列车气动性能有较为显著的影响；而且车顶空调参数可以包括空调位置、空调突出高度和空调导流角度。其中，车顶空调参数约束条件可以为：对于时速300～350公里列车，车顶空调宜采用完全下沉设计方案；对于时速200～250公里列车，车顶空调可以考虑采用突出式设计，但必须进行导流设计。

(6)车门参数约束条件和车窗参数约束条件为：车门与车体无高度差、车窗与车体无高度差，以使得车体侧墙表面平顺。另外，车顶天线宜采用内置安装。

另外，本申请实施例不限定预设表面平顺参数约束条件的获取方式，例如可以从预设存储空间中读取，或者由用户主动提供的。

另外，列车表面平顺参数是指能够影响列车气动性能的列车表面参数；而且，列车表面平顺参数是基于预设表面平顺参数约束条件生成的符合预设表面平顺参数约束条件的参数。另外，本申请实施例不限定列车表面平顺参数。例如，列车表面平顺参数可以包括集电系统参数、转向架舱参数、车端风挡参数、车顶空调参数、车门参数和车窗参数中的至少一个。

基于上述内容可知，在本申请实施例中在获取到预设表面平顺参数约束条件之后，可以基于该预设表面平顺参数约束条件生成多组符合预设表面平顺参数约束条件的列车表面平顺参数，以便后续能够从该多组列车表面平顺参数中筛选出气动性能最优的一组列车表面平顺参数。

S6：将配置有列车表面平顺参数的列车模型进行第二气动性能测试，得到所述列车表面平顺参数对应的第二气动性能测试结果，并将对应的第二气动性能测试结果满足第二条件的列车表面平顺参数确定为目标列车表面平顺参数。

第二气动性能测试是指用于从多组列车表面平顺参数中筛选出一组目标列车表面平顺参数的气动性能测试；而且，本申请实施例不限定第二气动性能测试的具体实施方式。例如，第二气动性能测试可以包括基本气动性能计算、横风气动性能计算、气动噪声性能计算、明线交会性能计算、隧道通过性能计算、隧道交会性能计算、风洞测试、动模型测试中的至少一个。

第二气动性能测试结果是指基于第二气动性能测试得到的列车性能测试结果。

第二条件是基于列车气动性能指标生成的条件；而且，第二条件可以根据应用场景确定。

需要说明的是，本申请实施例不限定S5至S6与S1至S4之间的执行顺序(如图5所示)。

基于上述S5和S6内容可知，本申请实施例中，可以利用S1至S4确定目标列车头型参数，并利用S5至S6确定目标列车表面平顺参数。其中，因列车头型参数以及列车表面平顺参数均能够对列车气动性能产生影响，使得在获取到目标列车头型参数和目标列车表面平顺参数之后，可以根据目标列车头型参数和所述目标列车表面平顺参数来确定列车气动参数。基于此可知，在该实施方式中，S4具体可以为：根据所述目标列车头型参数和/或所述目标列车表面平顺参数，确定列车气动参数。

基于上述方法实施例二提供的列车气动参数确定方法可知，本申请实施例可以先分别获取到目标列车头型参数和目标列车表面平顺参数，再根据目标列车头型参数和所述目标列车表面平顺参数来确定列车气动参数。如此能够有效地确定出列车气动参数。

方法实施例三

另外，在一些情况下，可能需要重复多次列车气动参数确定过程，才能筛选出较优的列车气动参数。基于此，本申请实施例还提供了列车气动参数确定方法的另一实施方式，在该实施方式中，如图9所示，列车气动参数确定方法除了包括上述步骤以外，还可以包括S7至S9：

S7：将配置有列车气动参数的第三模型进行第三气动性能测试，得到所述列车气动参数对应的第三气动性能测试结果。

第三气动性能测试是指用于验证列车气动参数对应的气动性能优劣程度的测试；而且，本申请实施例不限定第三气动性能测试，例如，第三气动性能测试可以包括基本气动性能计算、横风气动性能计算、气动噪声性能计算、明线交会性能计算、隧道通过性能计算、隧道交会性能计算。

第三模型是指在第三气动性能测试中用于实现列车数值仿真的模型；而且，本申请实施例不限定第一模型的实施方式，例如第一模型可以为三车编组列车1:1全尺寸模型或八车编组列车1:1全尺寸模型。

本申请实施例中，在获取到列车气动参数之后，可以将配置有列车气动参数的第三模型进行第三气动性能测试，得到所述列车气动参数对应的第三气动性能测试结果。

S8：判断所述列车气动参数对应的第三气动性能测试结果是否满足第三条件，若是，则执行S9；若否，则返回执行S2(和/或，S6)。

第三条件可以根据应用场景设定。

S9：将所述列车气动参数作为目标列车气动参数。

基于上述方法实施例三提供的列车气动参数确定方法的相关内容可知，在本申请实施例中，在确定列车气动参数对应的第三气动性能测试结果未满足第三条件时，则表示该列车气动参数对应的气动性能较差，此时需要重新筛选列车气动参数；直至在确定列车气动参数对应的第三气动性能测试结果满足第三条件时，此时该列车气动参数对应的气动性能较好，如此能够有效地确定出列车气动参数。

基于上述方法实施例提供的列车气动参数确定方法，本申请实施例还提供了一种列车气动参数确定装置，下面结合附图进行解释和说明。

装置实施例

装置实施例提供的列车气动参数确定装置的技术详情请参见上文方法实施例。

参见图10，该图为本申请实施例提供的列车气动参数确定装置的结构示意图。

本申请实施例提供的列车气动参数确定装置，包括：

条件获取单元1001，用于获取预设头型参数约束条件；

第一生成单元1002，用于生成符合预设头型参数约束条件的列车头型参数；

第一确定单元1003，用于将配置有列车头型参数的列车模型进行第一气动性能测试，得到所述列车头型参数对应的第一气动性能测试结果，并将对应的第一气动性能测试结果满足第一条件的列车头型参数确定为目标列车头型参数；

第二确定单元1004，用于根据所述目标列车头型参数，确定列车气动参数。

作为一种可能的实施方式，所述第一确定单元1003，具体包括：

初选子单元，用于将配置有列车头型参数的第一模型进行初选气动性能测试，得到所述列车头型参数对应的初选气动性能测试结果，并将对应的初选气动性能测试结果满足第一气动性能条件的列车头型参数确定为初选列车头型参数；

再选子单元，用于将配置有初选列车头型参数的第二模型进行再选气动性能测试，得到所述初选列车头型参数对应的再选气动性能测试结果，并将对应的再选气动性能测试结果满足第二气动性能条件的初选列车头型参数确定为待优化列车头型参数；

确定子单元，用于基于待优化列车头型参数，生成满足头型优化约束条件的目标列车头型参数。

作为一种可能的实施方式，所述再选子单元，具体包括：

第一测试子单元，用于将配置有初选列车头型参数的第二模型进行第一项气动性能测试，得到所述初选列车头型参数对应的第一项气动性能测试结果；

第二测试子单元，用于将配置有初选列车头型参数的第二模型进行第二项气动性能测试，得到所述初选列车头型参数对应的第二项气动性能测试结果；

结果确定子单元，用于根据所述初选列车头型参数对应的第一项气动性能测试结果和所述初选列车头型参数对应的第二项气动性能测试结果，确定所述初选列车头型参数对应的再选气动性能测试结果。

作为一种可能的实施方式，所述第一项气动性能测试包括基本气动性能计算、横风气动性能计算、气动噪声性能计算、明线交会性能计算、隧道通过性能计算、隧道交会性能计算中的至少一个；

和/或，

所述第二项气动性能测试包括风洞测试和/或动模型测试。

作为一种可能的实施方式，所述初选气动性能测试包括基本气动性能计算、横风气动性能计算、气动噪声性能计算、明线交会性能计算、隧道通过性能计算、隧道交会性能计算中的至少一个。

作为一种可能的实施方式，所述装置还包括：

第二生成单元，用于获取预设表面平顺参数约束条件，并生成符合预设表面平顺参数约束条件的列车表面平顺参数；

第三确定单元，用于将配置有列车表面平顺参数的列车模型进行第二气动性能测试，得到所述列车表面平顺参数对应的第二气动性能测试结果，并将对应的第二气动性能测试结果满足第二条件的列车表面平顺参数确定为目标列车表面平顺参数；

所述第二确定单元1004，具体包括：根据所述目标列车头型参数和/或所述目标列车表面平顺参数，确定列车气动参数。

作为一种可能的实施方式，所述预设表面平顺参数约束条件，包括集电系统参数约束条件、转向架舱参数约束条件、车端风挡参数约束条件、车顶空调参数约束条件、车门参数约束条件和车窗参数约束条件中的至少一个。

作为一种可能的实施方式，所述装置还包括：

第四确定单元，用于将配置有列车气动参数的第三模型进行第三气动性能测试，得到所述列车气动参数对应的第三气动性能测试结果；

第五确定单元，用于在确定所述列车气动参数对应的第三气动性能测试结果不满足第三条件时，返回执行所述第一生成单元1002，直至满足第三条件时，将所述列车气动参数作为目标列车气动参数。

另外，本申请实施例还提供了一种设备，所述设备包括处理器以及存储器：

所述存储器用于存储计算机程序；

所述处理器用于根据所述计算机程序执行上述方法实施例提供的列车气动参数确定方法。

另外，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质用于存储计算机程序，所述计算机程序用于方法实施例提供的列车气动参数确定方法。

应当理解，在本申请中，“至少一个(项)”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：只存在A，只存在B以及同时存在A和B三种情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，“a和b”，“a和c”，“b和c”，或“a和b和c”，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (11)

1.一种列车气动参数确定方法，其特征在于，包括：

获取预设头型参数约束条件；

生成符合预设头型参数约束条件的列车头型参数；

将配置有列车头型参数的列车模型进行第一气动性能测试，得到所述列车头型参数对应的第一气动性能测试结果，并将对应的第一气动性能测试结果满足第一条件的列车头型参数确定为目标列车头型参数；

根据所述目标列车头型参数，确定列车气动参数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将配置有列车头型参数的列车模型进行第一气动性能测试，得到所述列车头型参数对应的第一气动性能测试结果，并将对应的第一气动性能测试结果满足第一条件的列车头型参数确定为目标列车头型参数，具体包括：

将配置有列车头型参数的第一模型进行初选气动性能测试，得到所述列车头型参数对应的初选气动性能测试结果，并将对应的初选气动性能测试结果满足第一气动性能条件的列车头型参数确定为初选列车头型参数；

将配置有初选列车头型参数的第二模型进行再选气动性能测试，得到所述初选列车头型参数对应的再选气动性能测试结果，并将对应的再选气动性能测试结果满足第二气动性能条件的初选列车头型参数确定为待优化列车头型参数；

基于待优化列车头型参数，生成满足头型优化约束条件的目标列车头型参数。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将配置有初选列车头型参数的第二模型进行再选气动性能测试，得到所述初选列车头型参数对应的再选气动性能测试结果，具体包括：

将配置有初选列车头型参数的第二模型进行第一项气动性能测试，得到所述初选列车头型参数对应的第一项气动性能测试结果；

将配置有初选列车头型参数的第二模型进行第二项气动性能测试，得到所述初选列车头型参数对应的第二项气动性能测试结果；

根据所述初选列车头型参数对应的第一项气动性能测试结果和所述初选列车头型参数对应的第二项气动性能测试结果，确定所述初选列车头型参数对应的再选气动性能测试结果。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一项气动性能测试包括基本气动性能计算、横风气动性能计算、气动噪声性能计算、明线交会性能计算、隧道通过性能计算、隧道交会性能计算中的至少一个；

和/或，

所述第二项气动性能测试包括风洞测试和/或动模型测试。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述初选气动性能测试包括基本气动性能计算、横风气动性能计算、气动噪声性能计算、明线交会性能计算、隧道通过性能计算、隧道交会性能计算中的至少一个。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

获取预设表面平顺参数约束条件，并生成符合预设表面平顺参数约束条件的列车表面平顺参数；

将配置有列车表面平顺参数的列车模型进行第二气动性能测试，得到所述列车表面平顺参数对应的第二气动性能测试结果，并将对应的第二气动性能测试结果满足第二条件的列车表面平顺参数确定为目标列车表面平顺参数；

所述根据所述目标列车头型参数，确定列车气动参数，具体包括：

根据所述目标列车头型参数和/或所述目标列车表面平顺参数，确定列车气动参数。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述预设表面平顺参数约束条件，包括：集电系统参数约束条件、转向架舱参数约束条件、车端风挡参数约束条件、车顶空调参数约束条件、车门参数约束条件和车窗参数约束条件中的至少一个。

8.根据权利要求1-7任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

将配置有列车气动参数的第三模型进行第三气动性能测试，得到所述列车气动参数对应的第三气动性能测试结果；

在确定所述列车气动参数对应的第三气动性能测试结果不满足第三条件时，返回执行所述生成符合预设头型参数约束条件的列车头型参数以及后续步骤，直至满足第三条件时，将所述列车气动参数作为目标列车气动参数。

9.一种列车气动参数确定装置，其特征在于，包括：

条件获取单元，用于获取预设头型参数约束条件；

第一生成单元，用于生成符合预设头型参数约束条件的列车头型参数；

第一确定单元，用于将配置有列车头型参数的列车模型进行第一气动性能测试，得到所述列车头型参数对应的第一气动性能测试结果，并将对应的第一气动性能测试结果满足第一条件的列车头型参数确定为目标列车头型参数；

第二确定单元，用于根据所述目标列车头型参数，确定列车气动参数。

10.一种设备，其特征在于，所述设备包括处理器以及存储器：

所述存储器用于存储计算机程序；

所述处理器用于根据所述计算机程序执行权利要求1-8中任一项所述的方法。

11.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质用于存储计算机程序，所述计算机程序用于执行权利要求1-8中任一项所述的方法。

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