机械工程学报

作者：兰洪, 张继业, 蔡路, 娄振

单位：1. 西南交通大学轨道交通运载系统全国重点实验室 成都 610031;2. 湖南工业大学轨道交通学院 株洲 412007

关键词：高速列车,动车转向架,明冰模型,多相流,结冰参数；

基金：国家自然科学基金(12172308)和湖南省自然科学基金(2023JJ40260)资助项目。

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，采用欧拉多相流法计算转向架表面的雪粒和液滴的收集，基于壁面水膜流动的明冰模型模拟转向架表面的冰增长情况，研究结冰参数对转向架区域结冰量和冰形的影响。结果表明，转向架表面对雪粒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。

来源：2025年第20期

《机械工程学报》期刊编辑部

查看机械工程学报杂志2025年第20期