文档摘要：高速列车转向架在高寒风雪地区存在积雪结冰问题,影响列车的安全运行和运行稳定性能.为了解决高速动车组转向架区域的积雪结冰问题,以保证高速列车运行安全,提高列车冬季运行品质,提出基于流场控制的导流板结构,并针对简化的车体和转向架模型,采用三维雷诺时均Realizablek-ε湍流模型,耦合离散相模型(DPM)进行数值仿真,通过试验验证的湍流计算模型,模拟高速动车组转向架区域流场和雪粒分布情况,明确高速列车转向架区域积雪结冰成因,并分析导流板优化结构对防治积雪结冰的效果.研究结果表明:原始工况中,转向架区域气流速度较高,转向架表面压力较大,安装在前侧的导流板结构,能够有效地改变进入转向架区域的气流流向,降低转向架上方的气流速度,减轻气流对转向架底部表面的气流冲击,降低转向架周围的雪粒分布范围,减少转向架表面的粒子黏附数量.其中,对于第1台转向架,雪花黏附数量相对于原始工况依次减少22.56%、52.15%;对于第2台转向架,雪花黏附数量相对于原始工况依次减少48.50%、49.59%;对于第3台转向架,雪花黏附数量相对于原始工况依次减少50.03%、49.70%.但沿着列车运行方向,导流板的作用减弱.今后将研究真实编组的工况以进一步判断导流板的作用,并开展原理样机的相关试验工作.
Abstract：Thebogiesofhigh-speedtrains(HSTs)suffertheaccumulatedsnowandiceissues,whichgreatlyinfluencesoperatingsafetyandstability.InordertosolvetheproblemofsnowaccumulationonthebogiesofHSTs,adeflectorstructurebasedontheflowfieldcontrolmethodwasproposedtoconfirmthesafetyandqualityoftheHSTs'operation.Thesimplifiedtrainbodyandbogiemodelwereusedtosimulatetheflowfieldandsnowparticledistributiononthebogie.The3DReynolds-AveragedRealizablek-εturbulencemodelwascoupledwiththeDiscretePhaseModel(DPM)andverifiedbywindtunneltests.Thecauseoftheaccumulatedsnowandiceinthebogieregionwasclarified,andtheeffectivenessofthedeflectorinpreventingsnowandicefurtheranalyzed.Theresultsshowthatthefrontdeflectorstructurecaneffectivelychangethedirectionoftheairflowenteringthebogiearea,decreasetheairflowspeedabovethebogie,relievetheimpactoftheairflowonthebottomsurfaceofthebogie,andreducethedistributionandtheamountofsnowparticlesaroundthebogie.Comparedwiththeoriginalcondition,forthefirstbogie,theamountofsnowparticlesdecreaseby22.56%and52.15%sequentially;forthesecondbogie,theamountofsnowparticlesdecreaseby48.50%and49.59%sequentially;andforthethirdbogie,theamountofsnowparticlesdecreaseby50.03%and49.70%sequentially.However,alongthedirectionofthetrain,theeffectofthedeflectorisweakened,sotheactualgroupingconditionsandtheexperimentalworkforthemodelmachinewillbestudiedinthefuture.
作者：田金刚 邓海 张怀强 刘涛 王家斌 高广军 Author：TIANJingang DENGHai ZHANGHuaiqiang LIUTao WANGJiabin GAOGuangjun
作者单位：中国铁路哈尔滨局集团有限公司,黑龙江哈尔滨150006中车长春轨道客车股份有限公司,吉林长春130062中南大学重载快捷大功率电力机车全国重点实验室,湖南长沙410075;中南大学交通运输工程学院轨道交通安全教育部重点实验室,湖南长沙410075
刊名：铁道科学与工程学报 ISTICPKU
Journal：JournalofRailwayScienceandEngineering
年，卷(期)：2024, 21(6)
分类号：U271.91
关键词：高速列车 转向架 积雪结冰 离散相模型 数值模拟 流场控制
Keywords：high-speedtrain bogie snowandice DPM numericalsimulation flowfieldcontrol
机标分类号：U260.331X701O357.53
在线出版日期：2024年7月16日
基金项目：国家自然科学基金，湖南省自然科学基金资助项目导流板结构对高速列车转向架区域积雪结冰的影响[
期刊论文] 铁道科学与工程学报--2024, 21(6)田金刚 邓海 张怀强 刘涛 王家斌 高广军高速列车转向架在高寒风雪地区存在积雪结冰问题,影响列车的安全运行和运行稳定性能.为了解决高速动车组转向架区域的积雪结冰问题,以保证高速列车运行安全,提高列车冬季运行品质,提出基于流场控制的导流板结构,并针对简...参考文献和引证文献
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引证文献
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关键词：高速列车,转向架,积雪结冰,离散相模型,数值模拟,流场控制,
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