导流板结构对高速列车转向架区域积雪结冰的影响

作者：田金刚; 邓海; 张怀强; 刘涛; 王家斌^*; 高广军

来源：铁道科学与工程学报, 2023, 1-11.

DOI：10.19713/j.cnki.43-1423/u.T20231434

• 高速列车
• 转向架
• 积雪结冰
• 离散相模型
• 数值模拟
• 流场控制

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Realizable k-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，对于第一台转向架，雪花粘附数量相对于原始工况依次减少22.56%、52.15%；对于第二台转向架，雪花粘附数量相对于原始工况依次减少48.50%、49.59%；对于第三台转向架，雪花粘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。

• 单位
  中南大学; 中车长春轨道客车股份有限公司