Aerodynamic drag on trains in tunnels. Part 2: prediction and validation

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Aerodynamic drag on trains in tunnels. Part 2: prediction and validation

Vardy, A.E.

Die Hauptursachen für den aerodynamischen Widerstand von einfachen Zügen in Tunnels sind die Verluste durch Staudruck am Bug und am Heck sowie die Oberflächenreibung, die bei längeren Zügen überwiegt. Während man bisher auf empirische Formeln vertraute, wird hier versucht eine theoretische Basis zur Vorherbestimmung des Widerstandes abhängig vom Verhältnis Tunnel-/Zugquerschnitt zu finden, wobei sowohl der Tunnelwiderstand als auch der Widerstand des Zuges berücksichtigt werden. Messungen zeigen, daß der Koeffizient für die Reibung an der Oberfläche des Zuges annähernd linear von diesem Verhältnis und der Rauhigkeit abhängig ist. Vorgestellt wird dazu auch eine einfache Methode dieses Verhalten mit Standardwerten für die Rohrreibung darzustellen. Allerding müssen dazu noch genauere Daten mit modernen Versuchsmethoden erarbeitet werden. Der Koeffizient für die Verluste am Bug überschreitet bei moderat stromlinienförmigen Zügen selten den Wert von 0,1. Zur Vorherbestimmung wird eine plausible Methode vorgestellt. Der Koeffizient für das Heck ist in der Regel kleiner als 1.0. Die Werte der verschiedenen Koeffizienten sind sehr unterschiedlich, und es ist nicht möglich eine allgemeine, einfache und genaue Beziehung zwischen dem gesamten aerodynamischen Widerstand und dem Verhältnis Tunnel-/Zugquerschnitt herzuleiten. Dafür müssen noch eine Reihe von Messungen durchgeführt werden.