高速列车转向架区域积雪结冰数值仿真研究

高速列车在低温雨雪环境下运行时很容易在转向架区域形成积冰并严重劣化转向架动力学性能、威胁列车的运行安全。为了研究转向架区域的积冰过程,采用准瞬态的方法将积冰过程分成多个计算循环,每个计算循环由网格生成、流场计算、水滴和雪粒计算、转向架积冰和网格变形等组成,积冰过程采用基于壁面水膜流动的明冰模型。本研究中共进行三次计算循环,研究转向架各部件上水滴和雪粒的分布和收集系数,分析转向架各部件的积冰质量以及转向架积冰速率与时间的关系。研究结果表明,转向架区域的积冰主要分布在底部迎风面(构架底部、前后制动装置底部)、两侧垂向减振器和抗蛇行减振器、后制动装置、枕梁上表面以及前后轴箱等部件;构架、枕梁和前后制动装置上的积冰约占转向架总积冰质量的60%;三次计算循环中转向架区域总的积冰速率不断增大。