高速列车转向架结冰模拟研究：影响因素、结冰分布及安全风险

为了研究高速列车在高寒地区运行时转向架结冰的现象，本文采用欧拉多相流法模拟了转向架表面的结冰分布情况，并研究了结冰参数对转向架区域结冰量和结冰外形的影响。研究结果显示，转向架表面对雪粒和液滴的捕获能力和冷凝效果与雪粒和液滴含量呈正相关关系，因此，雪粒和液滴含量的增加会导致结冰量增加。结冰现象主要发生在转向架的迎风区域和位置较低的区域，且随着列车速度的提高越为明显，原因是粒子与气流的相对速度增加，导致粒子难以改变其运动轨迹进入转向架内部。

通过多步法和单步法的对比研究，发现单步法忽略了流场的改变，影响了液滴和雪粒的收集，导致结冰量偏低，得出的冰形也与实际情况大为不同。因此，本文指出及时更新计算网格可以获得更为准确的结果。

在高速列车运行一小时后，制动装置和悬挂装置基本被冰覆盖，这严重威胁到行车安全。此外，转向架表面的冰还会阻碍气流的运动，导致转向架底部的局部压差增大，列车行驶阻力增加。因此，必须采取相应的措施来解决这一问题，保障列车运行的安全和顺畅。