列车人工气候室飘雪实验参数设计研究

作者：梁士民^*; 张泽群; 田忠浩; 赵维豪; 肖健; 胡松涛; 石宝山; 李斌

来源：铁道科学与工程学报, 2023, 20(11): 4321-4332.

DOI：10.19713/j.cnki.43-1423/u.t20222432

• 飘雪实验
• 列车人工气候室
• 飘雪预测模型
• 数值模拟
• 均匀系数

列车驾驶员视野能见度直接关乎行驶安全，国际标准规范CEN-TR 16251中要求列车需进行覆雪实验，但目前规范中并未明确飘雪实验参数设置。为明确列车人工气候室飘雪实验参数，并满足均匀覆雪要求，以某列车人工气候室为研究对象，综合考虑冰雪粒径、初始风速和人工气候室风速等参数，依据列车人工气候室飘雪过程冰雪粒子运动特性预测模型，设计9个实验工况，并进行数值模拟及优化。研究结果表明：当列车头模型加入后，会引起气候室内气流组织产生变化，影响冰雪粒子的运动特性，降低预测模型的准确性，进而导致依据预测模型设计的9个实验工况中，仅有5个工况的列车头冰雪粒子捕捉率达到了85%～96.7%，列车头冰雪粒子覆盖率达到80%～85.7%，能满足列车头玻璃均匀覆雪要求，另外4个设计工况未能满足列车头玻璃均匀覆雪要求。进一步地，采用正交实验法优化不满足要求工况中的设计参数，结果显示，优化后列车头冰雪粒子捕捉率最大可达64%～98.1%，列车头冰雪粒子覆盖率可达80.1%～92.2%。本文以“均匀覆雪，兼顾节能”为原则，设计、优化并最终确定了能满足列车头玻璃均匀覆雪要求的9个实验室测试工况，结果可为列车人工气候室飘雪实验提供指导。

• 单位
  中车株洲电力机车有限公司; 青岛理工大学