高速列车高寒地区转向架结冰现象模拟研究

为了探索高速列车在高寒地区运行时出现转向架结冰的现象，采用了欧拉多相流法模拟了转向架表面的结冰分布情况，研究了结冰参数对转向架区域结冰量和结冰外形的影响。结果表明，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。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，该现象越为明显，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，得出的冰形也大为不同，因此及时更新计算网格可获取较为准确的结果。在列车运行一小时后，制动装置和悬挂装置基本被冰覆盖，严重威胁行车安全。此外，转向架表面的冰阻碍了气流运动，导致转向架底部的局部压差变大，列车行驶阻力增加。