1.一种高寒高海拔环境隧道气动效应动模型试验系统,其特征在于,包括列车模型(10)、隧道模型(8)、保温压力仓(7)、制冷系统、压力控制系统和模型试验台(23);所述模型试验台上表面固定安装有轨道(9),所述隧道模型(8)覆盖安装于轨道(9)上方,所述隧道模型(8)两侧开设有进口(21)和出口(22),所述模型试验台(23)连接有空气炮(11),所述空气炮(11)驱动列车模型(10)沿轨道(9)驶入隧道模型(8)中;所述保温压力仓(7)包括第一保温压力仓(71)和第二保温压力仓(72),所述第一保温压力仓(71)覆盖安装于模型试验台(23)上隧道模型(8)的进口(21),所述第二保温压力仓(72)覆盖安装于模型试验台(23)上隧道模型(8)的出口(22),且所述第一保温压力仓(71)和第二保温压力仓(72)与模型试验台(23)的接触部位密封,并与隧道模型(8)的接触部位密封连接,所述第一保温压力仓(71)、第二保温压力仓(72)和隧道模型(8)共同形成一个密闭的腔室;所述保温压力仓(7)设有制冷仓(2),所述制冷仓(2)用于安装制冷系统,通过调节所述腔室的温度来模拟寒冷环境;所述保温压力仓(7)安装有压力控制系统,其用于调控所述腔室内气压;其中,分别调节第一保温压力仓(71)与第二保温压力仓(72)的气压和温度,对驶入隧道模型(8)的列车模型(10)行驶的各项数据采集,并分析数据;所述压力控制系统包括:温压计(6)、真空泵(1)、抽气管(20)、抽气阀(19)、气管(3)和气阀(4),所述保温压力仓(7)开设有安装孔,所述温压计(6)安装于安装孔,并密封安装孔与温压计(6)的接触部位;所述保温压力仓(7)还开设有第一通孔和第二通孔,所述第一通孔安装有抽气管(20),所述抽气管(20)连接有输入气压的真空泵(1),所述抽气管(20)安装有抽气阀(19),所述第二通孔连接有气管(3),所述气管(3)连通外界,所述气管(3)安装有气阀(4)。
2.根据权利要求1所述的一种高寒高海拔环境隧道气动效应动模型试验系统,其特征在于,所述保温压力仓(7)包括:外壳、保温层(5)和内胆,所述保温层(5)位于内胆与外壳之间。
3.根据权利要求1所述的一种高寒高海拔环境隧道气动效应动模型试验系统,其特征在于,所述制冷系统包括:制冷压缩机(12)、风机(13)、冷凝器(14)、蒸发器(15)、毛细管(16)、回气管(17)和温控器(18);所述蒸发器(15)缠绕于保温压力仓(7)的内胆,所述蒸发器(15)一端连接冷凝器(14),另一端依次与毛细管(16)、回气管(17)和制冷压缩机(12)相连;所述制冷压缩机(12)、风机(13)和冷凝器(14)安装于保温压力仓(7)的制冷仓(2),所述风机(13)安装在制冷压缩机(12)和冷凝器(14)之间,风机(13)将空气吹向冷凝器(14)。
4.根据权利要求1所述的一种高寒高海拔环境隧道气动效应动模型试验系统,其特征在于,所述隧道模型(8)的进口(21)与隧道模型(8)的出口(22)将隧道分为发射段、行驶段和制动段,所述发射段为第一保温压力仓(71)远离隧道模型的一端与隧道模型(8)的进口(21)之间的铁轨,所述行驶段为隧道模型(8)的进口(21)与隧道模型(8)的出口(22)之间的铁轨,所述制动段为隧道模型(8)的出口(22)与第二保温压力仓(72)远离隧道模型的一端之间的铁轨。
5.根据权利要求1所述的一种高寒高海拔环境隧道气动效应动模型试验系统,其特征在于,所述模型试验台上设有自动控制系统,所述自动控制系统用于控制真空泵(1)、气阀(4)和制冷系统的启闭。
6.使用权利要求1至5任一项所述的一种高寒高海拔环境隧道气动效应动模型试验系统的一种高寒高海拔环境隧道气动效应动模型试验方法,其特征在于,包括以下步骤:S1:在保温压力仓(7)内预设一个目标压力,关闭保温压力仓(7)的气阀(4),打开抽气阀(19)和真空泵(1),真空泵(1)将气体沿抽气管(20)抽出保温压力仓(7),观察温压计(6)的压力数值,待压力数值到达目标压力后,依次关闭抽气阀(19)、真空泵(1)和气阀(4),随后观察温压计(6)的压力数值是否稳定,若压力数值稳定,则进行动模型实验;S2:按照模型试验要求进行试验准备;S3:根据现场实际考察和资料获得的实际隧道洞口大气压力与温度参数,对保温压力仓(7)进行温度模拟和压力模拟;在进行温度模拟时,温压计(6)监测保温压力仓(7)内的温度与压力,将温控器(18)的温度设置到所需要模拟的温度,启动制冷系统将保温压力仓(7)内温度调至所需要模拟的温度,通过温压计(6)观测到温度数值稳定在模拟温度时,关闭制冷系统;与此同步进行压力模拟,打开抽气阀(19)和真空泵(1),真空泵(1)将气体沿抽气管(20)输入保温压力仓(7)内,通过温压计(6)观测到压力数值稳定到模拟压力时,依次关闭抽气阀(19)和真空泵(1);S4:开展模型试验;S5:采集并分析列车模型(10)的运行数据。
7.根据权利要求6所述的一种高寒高海拔环境隧道气动效应动模型试验方法,其特征在于,在进行试验准备前,预设模拟试验的温度数值与压力数值,检测整个装置的气密性及各部件是否运作正常。
8.根据权利要求6所述的一种高寒高海拔环境隧道气动效应动模型试验方法,其特征在于,于步骤S4中,包括步骤:S41:根据实际考察和查阅相应地区大气压,获得不同海拔的大气压和温度;S42:根据测量需要,调节第一保温压力仓(71)和第二保温压力仓(72)内的压强与温度;S43:通过自动控制系统,参照安装在保温压力仓(7)和隧道模型(8)上的温压计(6)的实测数据,实现真空泵(1)、气阀(4)和制冷系统的自动开闭,使第一保温压力仓(71)和第二保温压力仓(72)的压强和温度保持恒定;使隧道内温度和压力达到并保持线性变化状态;S44:当整个系统处于动态平衡状态时,启动模型试验台(23)下方的空气炮(11),空气炮(11)驱动列车模型(10)沿轨道(9)驶入隧道模型(8)中。