CN112163276B - 一种风量测试方法、装置及服务器 - Google Patents

一种风量测试方法、装置及服务器 Download PDF

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Abstract

本发明提供的风量测试方法、装置及服务器，应用于轨道车辆技术领域，该方法在基于预设仿真要素构建包括至少一个待测试风口的待测样件的仿真模型后，根据仿真模型计算待测试风口在目标行驶速度下的表面压力，并根据所得表面压力生成压力补偿工装模型，以根据压力补偿工装模型制作压力补偿工装，然后对待测试样件在安装压力补偿工装后的待测试风口进行静态风量测试，得到风量数据。本方法在对安装压力补偿工装后的待测试风口进行静态风量测试所得的风量数据，相当于待测样件在以目标行驶速度运动时待测试风口的风量数据，从而实现在静态条件下，测试待测试样件在运行状态的风量，为车辆的研发设计提供必要的数据支持，从而提高设计精度。

Description

一种风量测试方法、装置及服务器
技术领域
本发明属于轨道车辆技术领域，尤其涉及一种风量测试方法、装置及服务器。
背景技术
轨道车辆在高速运行状态下，受到车外的环境压力影响，部分通风设备的通风效果与静止时的通风效果相比，往往会存在较大差异，严重时，通风效果的降低，甚至会影响旅客的乘车舒适性或设备使用性能。
现有技术中车辆的动态风量测试往往需要在真实线路环境下，通过实际运行方式进行，显然，这种动态风量测试方法在车辆研发设计前期是无法开展的，难以为车辆的研发设计提供必要的数据支持。
因此，如何在产品研发阶段的静态条件下，测试车辆关键部件在运行状态的风量，提高设计精度，避免车辆量产后，由于通风效果不能满足要求而出现批量整改的问题，成为本领域技术人员需要解决的问题之一。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种风量测试方法、装置及服务器，能够在静态条件下，测试车辆关键部件在运行状态的风量，为车辆的研发设计提供必要的数据支持，从而提高设计精度，具体方案如下：
第一方面，本发明提供一种风量测试方法，包括：
获取预设仿真要素；
根据所述仿真要素以及待测样件的设计数据，构建所述待测样件的仿真模型，其中，所述仿真模型至少包括一个待测试风口；
基于所述仿真模型，计算所述待测试风口在目标行驶速度下的表面压力；
根据所述表面压力生成压力补偿工装模型，其中，所述压力补偿工装模型用于制作压力补偿工装；
对所述待测试样件在安装所述压力补偿工装后的所述待测试风口进行静态风量测试，得到风量数据。
可选的，本发明第一方面提供的风量测试方法，还包括：
获取修正参数；
根据所述修正参数修正所述压力补偿工装模型。
可选的，所述基于所述仿真模型，计算所述待测试风口在目标行驶速度下的表面压力，包括：
构建隧道模型；
结合所述仿真模型和所述隧道模型，计算所述待测试风口在目标行驶速度下的表面压力。
可选的，本发明第一方面提供的风量测试方法，还包括：获取所述待测样件内预设位置的温度。
可选的，所述预设仿真要素基于动态风量测试系统对样本车体的测试结果得到。
可选的，所述动态风量测试系统包括：T型靠背管、数据采集设备、显示设备、压力传感器、温度传感器、风速探头、逆变电源，其中，
所述T型靠背管安装于所述样本车体的测试风口处；
所述压力传感器的信号输出端与所述数据采集设备相连，所述压力传感器用于测试所述测试风口的空气压力；
所述风速探头的信号输出端与所述数据采集设备相连，所述风速探头用于采集所述测试风口的风速；
所述温度传感器的信号输出端与所述数据采集设备相连，所述温度传感器用于采集所述样本车体内预设位置的温度；
所述数据采集设备的输出端与所述显示设备相连；
所述逆变电源与所述数据采集设备的电源端相连。
可选的，所述压力传感器包括：绝压传感器和差压传感器。
第二方面，本发明提供一种风量测试装置，包括：
第一获取单元，用于获取预设仿真要素；
构建单元，用于根据所述仿真要素以及待测样件的设计数据，构建所述待测样件的仿真模型，其中，所述仿真模型至少包括一个待测试风口；
计算单元，用于基于所述仿真模型，计算所述待测试风口在目标行驶速度下的表面压力；
生成单元，用于根据所述表面压力生成压力补偿工装模型，其中，所述压力补偿工装模型用于制作压力补偿工装；
测试单元，用于对所述待测试样件在安装所述压力补偿工装后的所述待测试风口进行静态风量测试，得到风量数据。
可选的，本发明第二方面提供的风量测试装置，还包括：
第二获取单元，用于获取修正参数；
修正单元，用于根据所述修正参数修正所述压力补偿工装模型。
第三方面，本发明提供一种服务器，包括：存储器和处理器；所述存储器存储有适于所述处理器执行的程序，以实现本发明第一方面任一项所述的风量测试方法。
基于上述技术方案，本发明提供的风量测试方法，在基于预设仿真要素构建包括至少一个待测试风口的待测样件的仿真模型后，根据仿真模型计算待测试风口在目标行驶速度下的表面压力，并根据所得表面压力生成压力补偿工装模型，以根据压力补偿工装模型制作压力补偿工装，然后对待测试样件在安装压力补偿工装后的待测试风口进行静态风量测试，得到风量数据。本发明提供的风量测试方法，通过对仿真模型的分析计算，获得待测试风口在目标行驶速度下的表面压力，基于所得表面压力制作的压力补偿工装可以模拟车辆在以目标行驶速度行驶时的表面压力，因此，在对安装压力补偿工装后的待测试风口进行静态风量测试所得的风量数据，相当于待测样件在以目标行驶速度运动时待测试风口的风量数据，从而实现在静态条件下，测试待测试样件在运行状态的风量，为车辆的研发设计提供必要的数据支持，从而提高设计精度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种风量测试方法的流程图；
图2是本发明实施例提供的一种风量测试装置的结构框图；
图3是本发明实施例提供的另一种风量测试装置的结构框图；
图4是本发明实施例提供的再一种风量测试装置的结构框图；
图5是本发明实施例提供的服务器的结构框图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。
参见图1，图1是本发明实施例提供的风量测试方法的流程图，该方法可应用于电子设备，该电子设备可选如笔记本电脑、智能手机、PC(个人计算机)等具有数据处理能力的电子设备，显然，该电子设备在某些情况下也可选用网络侧的服务器实现；参照图1，本发明实施例提供的风量测试方法可以包括：
S100、获取预设仿真要素.
本发明实施例所提供的风量测试方法，需要构建待测样件的仿真模型，因此，提供多个用于构建仿真模型模型的预设仿真要素，在实际应用中，需要根据仿真模型以及待测样件的预期运行环境，对预设仿真要素进行选取，以尽量完整的描述待测样件的外形信息，主要包括设备的发热及风量参数、运行速度、外温环境及可能的隧道断面尺寸、长度等基本参数，从而计算得到相关的湍流参数，完成模型简化、参数设置、数学模型选取等仿真分析的必要环节。
可选的，为了有效提高仿真模型的准确度，本发明实施例所提供的预设仿真要素都是基于动态风量测试系统对样本车体进行实际的动态风量测试的测试结果得到的。需要说明的是，本发明实施例所述及的样本车体，指的是已经设计定型或已经投入使用的成熟产品，能够准确的体现轨道车辆在实际运行中的风量特征，因此，基于样本车体进行动态风量测试，所得的测试数据是比较准确的。
进一步的，为了进一步提高样本车体风量测试数据的准确性，确保基于所得风量测试数据得到的预设仿真要素能够更为全面、准确的表征待测样件，本发明实施例还提供一种动态风量测试系统，通过本发明实施例提供的动态风量测试系统，能够获得更为准确测试数据。
可选的，本发明实施例提供的动态风量测试系统包括：T型靠背管、数据采集设备、显示设备、压力传感器、温度传感器、风速探头、逆变电源，其中，
T型靠背管满足空气动力学设计，长度及管径、倒角均标准设计，不可随意调整，T型靠背管直接安装在样本车体的测试风口的位置，通过T型靠背管，样本车体内部可以连通外部空气。T型靠背管的另一端通过配套尺寸的塑料软管连接到压力传感器上，压力传感器的信号输出端通过数据线连接到数据采集设备上，通过压力传感器可以采集测试风口位置的空气压力)。与压力传感器类似，前述风速探头的信号输出端与数据采集设备相连，用于采集测试风口位置的风速数据，温度传感器的信号输出端同样与数据采集设备相连，温度传感器用于采集样本车体内预设位置的温度数据，用以辅助判断通风设备的散热情况。
数据采集设备在接收到各类传感器反馈的相应的信息后，对所得信息进行预设数据格式的转换，并将经过转换的数据信号经过无线网络传输给显示设备，其中，显示设备上提前安装数据处理程序，包含压力与风量的转换公式及风口面积等基本参数信息，即可读取并实时显示风量数据。进一步的，为保证数据采集设备的正常工作，本发明提供的动态风量测试系统还设置有逆变电源，该逆变电源与数据采集设备的电源端相连，满足数据采集设备的用电需求。
其中，前述压力传感器具体包括绝压传感器和差压传感器。
本发明实施例提供的动态风量测试系统，能够对样本车体的各个风口的风量相关数据进行测试，获得准确的测试数据，进而为后续基于CFD仿真分析，以及最终得到用于描述、构建仿真模型的预设仿真要素提供准确可信的基础数据，有利于后续仿真模型的参数设置、模型简化以及数据模型选取等具体工作的开展。通过不断的基于样本车体的测试数据对预设仿真元素进行调整，可以最终确保基于预设仿真元素构建的仿真模型具有极高的准确度，从而满足使用要求。
进一步的，T型靠背管配合绝压传感器和差压传感器，能够最终计算得到样本车体各测试风口处的风速，然后通过风速、风口面积等数据，即可换算得到相应风口处的风量数据。而且，T型靠背管具有尺寸小、安装便捷，可以安装在各种不同位置的风口，进而解决现有技术中风量罩、风速仪等风筒断面受限、安装困难的问题。
并且，本发明实施例提供的动态风量测试系统中，系统内的所有配件均为高精度测试设备，组合后系统的测试精度能够达到2％，且测试所得数据能够通过数据采集设备实现远程读取，更加方面快捷。
S110、根据仿真要素以及待测样件的设计数据，构建待测样件的仿真模型。
在得到预设仿真要素之后，即可基于待测样件的设计数据，比如待测样件的外观特征及几何尺寸等，构建待测样件的仿真模型。在实际应用中，构建得到的仿真模型应至少包括一个待测试风口，当然，根据实际情况，也可以在仿真模型中设置多个待测试风口。
S120、基于仿真模型，计算待测试风口在目标行驶速度下的表面压力。
在轨道车辆的实际运行中，对应着不同的行驶速度，在不同行驶速度下，车辆表面的压力会有这明显的差异，因此，在对待测样件的测试过程中，都是针对不同的行驶速度展开的。本发明实施例中述及的目标行驶速度具体指当前测试过程中所针对的车辆行驶速度。可以想到的是，在实际应用中，可以将车辆的行驶速度划分为不同等级，每一等级中选取以典型的行驶速度，相应的，选定后的每一个典型的行驶速度，均可以作为本发明实施例中述及的目标行驶速度。
需要说明的是，对于目标行驶速度的具体选取，可以根据实际的测试需求灵活选择，本发明对于目标行驶速度的具体选取不做限定。
在仿真模型基于CFD仿真软件得到的情况下，对于待测试风口在目标行驶速度下的表面压力的计算，同样也可以基于CFD强大的计算能力完成
S130、根据表面压力生成压力补偿工装模型。
为了能够在静态条件下，模拟待测样件在动态工况下的运行特征，本方实施例所提供的风量测试方法，进一步基于所得待测样件在以目标行驶速度行驶的条件下待测试风口对应的表面压力生成压力补偿工装，本发明实施例提供的压力补偿工装模型用于制作压力补偿工装。
可选的，压力补偿工装用表面带有铝箔的苯板材料或光滑的纸板制作完成，具有成本低、制作简易，以及安装方便等优点。
S140、对待测试样件在安装压力补偿工装后的待测试风口进行静态风量测试，得到风量数据。
得到压力补偿工装后，将压力补偿工装安装于待测试风口处，然后在静态工况下再次测试待测试风口的表面压力，确认测试所得表面压力与前述步骤计算得到的表面压力的差异，在二者满足预设偏差要求的情况下，即可对安装压力补偿工装后的待测样件进行静态风量测试，由于压力补偿工装可以模拟待测样件以目标行驶速度运行时待测风口的表面压力，因此，此种情况下得到的静态风量数据，等同于待测样件在以目标行驶速度运动时待测试风口的风量数据。
可选的，如果测试所得表面压力与前述步骤计算得到的表面压力的差异难以满足预设偏差要求，说明所得压力补偿工装模型不够准确，需要对压力补偿工装进行调整。此种情况下，本发明实施例提供的风量测试方法，还可以进一步获取压力补偿工装模型的修正参数，并根据所得修正参数修正压力补偿工装模型。
可以想到的是，在完成工装模型的修正后，需要相应的对压力补偿工装进行调整，然后再次执行S140，直至测试所得表面压力与前述步骤计算得到的表面压力的差异满足预设偏差要求，最终进行待测样件的静态风量测试。
综上所述，本发明提供的风量测试方法，通过对仿真模型的分析计算，获得待测试风口在目标行驶速度下的表面压力，基于所得表面压力制作的压力补偿工装可以模拟车辆在以目标行驶速度行驶时的表面压力，因此，在对安装压力补偿工装后的待测试风口进行静态风量测试所得的风量数据，相当于待测样件在以目标行驶速度运动时待测试风口的风量数据，从而实现在静态条件下，测试待测试样件在运行状态的风量，为车辆的研发设计提供必要的数据支持，从而提高设计精度。
可选的，在实际应用中，车辆有可能会经过隧道，因此，在前期设计阶段，同样需要考虑这一实际应用场景中待测试风口的风量情况。为此，本发明实施例提供的风量测试方法，还可以进一步构建隧道模型，并结合前述步骤得到的仿真模型和隧道模型，计算待测样件的待测试风口在存在隧道的情况下，以目标行驶速度信息时的表面压力，并进一步获得相应的风量数据。
可选的，还可以进一步获取待测样件内预设位置的温度，从而预估机组冷凝的工作效果。
下面对本发明实施例提供的风量测试装置进行介绍，下文描述的风量测试装置可以认为是为实现本发明实施例提供的风量测试方法，在中央设备中需设置的功能模块架构；下文描述内容可与上文相互参照。
图2为本发明实施例提供的一种风量测试装置的结构框图，参照图2，该装置可以包括：
第一获取单元10，用于获取预设仿真要素；
构建单元20，用于根据所述仿真要素以及待测样件的设计数据，构建所述待测样件的仿真模型，其中，所述仿真模型至少包括一个待测试风口；
计算单元30，用于基于所述仿真模型，计算所述待测试风口在目标行驶速度下的表面压力；
生成单元40，用于根据所述表面压力生成压力补偿工装模型，其中，所述压力补偿工装模型用于制作压力补偿工装；
测试单元50，用于对所述待测试样件在安装所述压力补偿工装后的所述待测试风口进行静态风量测试，得到风量数据。
可选的，所述计算单元30，用于基于所述仿真模型，计算所述待测试风口在目标行驶速度下的表面压力时，具体包括：
构建隧道模型；
结合所述仿真模型和所述隧道模型，计算所述待测试风口在目标行驶速度下的表面压力。
可选的，所述预设仿真要素基于动态风量测试系统对样本车体的测试结果得到。
可选的，所述动态风量测试系统包括：T型靠背管、数据采集设备、显示设备、压力传感器、温度传感器、风速探头、逆变电源，其中，
所述T型靠背管安装于所述样本车体的测试风口处；
所述压力传感器的信号输出端与所述数据采集设备相连，所述压力传感器用于测试所述测试风口的空气压力；
所述风速探头的信号输出端与所述数据采集设备相连，所述风速探头用于采集所述测试风口的风速；
所述温度传感器的信号输出端与所述数据采集设备相连，所述温度传感器用于采集所述样本车体内预设位置的温度；
所述数据采集设备的输出端与所述显示设备相连；
所述逆变电源与所述数据采集设备的电源端相连。
可选的，所述压力传感器包括：绝压传感器和差压传感器。
可选的，参见图3，图3是本发明实施例提供的另一种风量测试装置的结构框图，在图2所示实施例的基础上，该装置，还包括：
第二获取单元60，用于获取修正参数；
修正单元70，用于根据所述修正参数修正所述压力补偿工装模型。
可选的，参见图4，图4是本发明实施例提供的另一种风量测试装置的结构框图，在图2所示实施例的基础上，该装置，还包括：
第三获取单元80，用于获取所述待测样件内预设位置的温度。
图5为本发明实施例提供的服务器的硬件结构图，参见图5所示，可以包括：至少一个处理器100，至少一个通信接口200，至少一个存储器300和至少一个通信总线400；
在本发明实施例中，处理器100、通信接口200、存储器300、通信总线400的数量为至少一个，且处理器100、通信接口200、存储器300通过通信总线400完成相互间的通信；显然，图5所示的处理器100、通信接口200、存储器300和通信总线400所示的通信连接示意仅是可选的；
可选的，通信接口200可以为通信模块的接口，如GSM模块的接口；
处理器100可能是一个中央处理器CPU，或者是特定集成电路ASIC(ApplicationSpecific Integrated Circuit)，或者是被配置成实施本发明实施例的一个或多个集成电路。
存储器300可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。
其中，处理器100具体用于执行存储器内的应用程序，以实现上述所述的风量测试方法的步骤。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的核心思想或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种风量测试方法，其特征在于，包括：
获取预设仿真要素；
根据所述仿真要素以及待测样件的设计数据，构建所述待测样件的仿真模型，其中，所述仿真模型至少包括一个待测试风口；
基于所述仿真模型，计算所述待测试风口在目标行驶速度下的表面压力；
根据所述表面压力生成压力补偿工装模型，其中，所述压力补偿工装模型用于制作压力补偿工装；
对所述待测样件在安装所述压力补偿工装后的所述待测试风口进行静态风量测试，得到风量数据，包括：
将所述压力补偿工装安装于所述待测试风口处；
获取所述待测试风口在静态工况下的表面压力；
若所述静态工况下的表面压力与所述目标行驶速度下的表面压力的差值满足预设偏差要求，则对所述待测试风口进行静态风量测试，得到所述风量数据；
若所述静态工况下的表面压力与所述目标行驶速度下的表面压力的差值不满足预设偏差要求，则获取所述压力补偿工装模型的修正参数；
基于所述修正参数调整所述压力补偿工装，直至所述静态工况下的表面压力与所述目标行驶速度下的表面压力的差值满足预设偏差要求；
基于调整后的压力补偿工装对所述待测试风口进行静态风量测试，得到所述风量数据。
2.根据权利要求1所述的风量测试方法，其特征在于，所述基于所述仿真模型，计算所述待测试风口在目标行驶速度下的表面压力，包括：
构建隧道模型；
结合所述仿真模型和所述隧道模型，计算所述待测试风口在目标行驶速度下的表面压力。
3.根据权利要求1-2任一项所述的风量测试方法，其特征在于，还包括：获取所述待测样件内预设位置的温度。
4.根据权利要求2所述的风量测试方法，其特征在于，所述预设仿真要素基于动态风量测试系统对样本车体的测试结果得到。
5.根据权利要求4所述的风量测试方法，其特征在于，所述动态风量测试系统包括：T型靠背管、数据采集设备、显示设备、压力传感器、温度传感器、风速探头、逆变电源，其中，
所述T型靠背管安装于所述样本车体的测试风口处；
所述压力传感器的信号输出端与所述数据采集设备相连，所述压力传感器用于测试所述测试风口的空气压力；
所述风速探头的信号输出端与所述数据采集设备相连，所述风速探头用于采集所述测试风口的风速；
所述温度传感器的信号输出端与所述数据采集设备相连，所述温度传感器用于测试所述样本车体内预设位置的温度；
所述数据采集设备的输出端与所述显示设备相连；
所述逆变电源与所述数据采集设备的电源端相连。
6.根据权利要求5所述的风量测试方法，其特征在于，所述压力传感器包括：绝压传感器和差压传感器。
7.一种风量测试装置，其特征在于，包括：
第一获取单元，用于获取预设仿真要素；
构建单元，用于根据所述仿真要素以及待测样件的设计数据，构建所述待测样件的仿真模型，其中，所述仿真模型至少包括一个待测试风口；
计算单元，用于基于所述仿真模型，计算所述待测试风口在目标行驶速度下的表面压力；
生成单元，用于根据所述表面压力生成压力补偿工装模型，其中，所述压力补偿工装模型用于制作压力补偿工装；
测试单元，用于对所述待测样件在安装所述压力补偿工装后的所述待测试风口进行静态风量测试，得到风量数据，包括：
将所述压力补偿工装安装于所述待测试风口处；
获取所述待测试风口在静态工况下的表面压力；
若所述静态工况下的表面压力与所述目标行驶速度下的表面压力的差值满足预设偏差，则对所述待测试风口进行静态风量测试，得到所述风量数据；
若所述静态工况下的表面压力与所述目标行驶速度下的表面压力的差值不满足预设偏差要求，则获取所述压力补偿工装模型的修正参数；
基于所述修正参数调整所述压力补偿工装，直至所述静态工况下的表面压力与所述目标行驶速度下的表面压力的差值满足预设偏差要求；
基于调整后的压力补偿工装对所述待测试风口进行静态风量测试，得到所述风量数据。
8.一种服务器，其特征在于，包括：存储器和处理器；所述存储器存储有适于所述处理器执行的程序，以实现权利要求1至6任一项所述的风量测试方法。
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