現車の車両床下流れ場測定

鉄道車両の底面と軌道面との間の空間に形成される空気の流れ場について、車両および地上で流速測定を実施しました。

鉄道車両の底面と軌道面との間の空間に形成される空気の流れは、空気抵抗、空力騒音、バラスト飛散、車両下部への着雪等の原因となります。これらの問題の解決のためには、車両床下の空気の流れを解明する必要があります。ここでは、JR東日本と共同で実施した、車両および地上での車両床下の流れの測定を紹介します。

「車上での測定」
新幹線車両の床下にレーザードップラー流速計を搭載し、高さ方向の流速分布を測定しました。測定の結果、車両床下の流れは車両編成の位置や軌道条件により異なることが分かりました。

流速測定概念図
図1 流速測定概念図
ミスト噴霧状況
図2 ミスト噴霧状況
レーザー照射状況
図3 レーザー照射状況
平均流速分布
図4 平均流速分布
乱れ度分布
図5 乱れ度分布

「地上での測定」
地上に熱式流速計9本(S1~S9)を設置し、まくらぎ方向の流速分布を測定しました。測定の結果、新幹線車両の床下流速に関して、レール方向流速のまくらぎ方向における流速分布および車両形式が床下流れに与える影響が分かりました。

図6 熱式流速計9本(S1~S9)の設置状況
図7 平均化区間(前位-後位台車間、車間部)
図8 前位-後位台車間の流速分布 (図7の▲)
図9 車間部の流速分布(図7の●)
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