城轨列车转向架积雪结冰原因分析及其防治

发布时间：2024-11-02 00:10

　　 为了研究城市轨道列车在风雪环境下积雪结冰对转向架区域影响,简化头车模型,采用Realizable k-ε湍流模型、离散相模型以及积冰模型相互耦合的方法预测雪粒子运动轨迹以及转向架积冰情况。分析转向架区域流场、转向架区域雪粒子分布、转向架表面积冰厚度,得到转向架区域积雪结冰成因,并提出防治方案。研究结果表明:由于转向架前端区域以及转向架中部区域较为空旷,气流易在这些区域出现高速上扬的趋势。空气中的一部分雪粒子在气动的作用下从这些区域进入转向架上部区域,部分雪粒子进入转向架区域后在惯性的作用下沿着流线切线方向直接撞击到转向架表面。在这2种主要的方式作用下,转向架出现了严重的积雪结冰现象。在有效计算时间内,采用导流方式的组合防治方案有效缓解了转向架上的积雪结冰问题,头车转向架1积冰减少96%,转向架2积冰减少94%。

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【部分图文】：

城际动车组每节车包含2个转向架。本文主要研究头车转向架的积雪结冰现象，如果对完整编组的列车进行雪粒子运动以及堆积预测将耗费大量的计算时间[14]。因此，采用头车与1/3中间车组合的简化模型进行数值仿真计算[15]，如图1(a)所示，其中，车高h为3.9m，模型总长为27.3m....

数值仿真计算区域如图2所示。为了能够准确模拟城际动车组周围流场，使流场充分发展，速度入口至列车头部距离为9h，压力出口至列车尾部距离为15h。计算区域总长31h，总宽20h，总高13h。边界ABCD面为速度入口，来流速度与列车速度相同，设定为40m/s；边界BCGF,ADHE,....

采用CFD软件STAR-CCM+对模型进行数值计算。四面体和多面体网格用于离散几何模型生成计算网格。轨道与车体最小表面网格大小为0.04m，列车底部设备包括转向架最小表面网格大小为0.02m。为了较好地捕捉列车与转向架表面的边界层，附面层层数设置为6层。计算区域采用三层空间加....

由图4可见：转向架1前端区域气流出现上扬，车轮前端气流速度差较大并且在车轮前方出现较大的低速涡流，雪粒子进入转向架区域时将会跟随这一上扬流线运动从而进入到转向架上部区域并且在低速涡流区域集聚。前端制动夹钳周围出现较多低速涡流，但是由于轮对对雪粒子起到一定的阻碍作用，少部分雪粒子将....

本文编号：4008713