• CN:11-2187/TH
  • ISSN:0577-6686

机械工程学报 ›› 2020, Vol. 56 ›› Issue (10): 216-224.doi: 10.3901/JME.2020.10.216

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雪粒参数对高速列车转向架区域雪粒堆积的影响

张乐, 李田, 蔡路, 张继业, 安超   

  1. 西南交通大学牵引动力国家重点实验室 成都 610031
  • 收稿日期:2019-03-03 修回日期:2019-10-11 出版日期:2020-05-20 发布日期:2020-06-11
  • 通讯作者: 张继业(通信作者),男,1965年出生,博士,教授,博士研究生导师。主要研究方向为复杂系统稳定性、自动控制理论、神经网络、复杂系统的动力学行为分析、列车流固耦合动力学以及车辆混合动力系统。E-mail:jyzhang@swjtu.cn
  • 作者简介:张乐,男,1993年出生,博士研究生。主要研究方向为列车空气动力学。E-mail:zhangle20058@163.com;李田,男,1984年出生,博士。主要研究方向为列车空气动力学。E-mail:litian2008@home.swjtu.edu.cn;蔡路,男,1987年出生,博士研究生。主要研究方向为列车空气动力学。E-mail:cailu@my.swjtu.edu.cn;安超,男,1966年出生,教授级高级工程师。主要研究方向为车辆新技术及共性技术。E-mail:sjc-anchao@tangche.com
  • 基金资助:
    国家重点研发计划课题(2016YFB1200403)、中国博士后科学基金(2019M663550)和牵引动力国家重点实验室(2019TPL_T02)资助项目。

Effect of Snow Parameters on Snow Accumulation in High-speed Train Bogies

ZHANG Le, LI Tian, CAI Lu, ZHANG Jiye, AN Chao   

  1. State Key Laboratory of Traction Power, Southwest Jiaotong University, Chengdu 610031
  • Received:2019-03-03 Revised:2019-10-11 Online:2020-05-20 Published:2020-06-11

摘要: 高速列车在风雪等极端环境下的运行性能日益被人们关注,而雪粒在列车转向架区域堆积会影响列车的行车安全。基于非定常雷诺平均Navier-Stokes方程和欧拉-拉格朗日多相流模型,将雪粒视为球形颗粒,采用三车编组形式,研究雪粒进入转向架区域的途径,并研究雪粒密度和直径变化对转向架区域雪粒堆积的影响。研究结果表明,大部分雪粒是从列车底部进入转向架区域的。随着雪粒直径和密度的增加,大部分转向架的雪粒堆积量减少。而位于头车一位端转向架的雪粒堆积量增加,这是由头车一位端转向架区域流场和几何结构复杂所导致的。雪粒较易堆积在转向架的构架、制动系统和驱动系统上。而且随着雪粒直径或密度的增加,这些部位上的积雪量占转向架积雪总量的比例越来越大。

关键词: 雪粒, 转向架, 欧拉-拉格朗日多相流, 高速列车, 分布规律

Abstract: The performance of high-speed train running in extreme environments is increasingly concerned, especially running in snow or wind condition. The accumulation of snow in the bogies will affect the running security of trains. Based on the unsteady Reynolds-averaged Navier-Stokes equation and the Euler-Lagrange multiphase flow model. Snow is considered as spherical particles. Three-car formation is adopted to study the path of snow into the bogie area. The properties of snow (density and diameter) are changed to investigate the effect of distribution in bogies. The results of the study show that the most of the snow enter the bogie from the bottom of the train. With the diameter and density of snow increasing, the accumulation of snow in most bogies is decreased. But the amount of snow accumulated in the first bogie of the head car is increased. Because the flow field and geometry structure of the head car is very complex. Snow is more likely to accumulate on the frame, braking system and drive system. And with the diameter or density of the snow increasing, the proportion of snow accumulation on these parts to the total snow volume of the bogies becomes larger.

Key words: snow, bogie, Euler-Lagrange multiphase flow, high-speed train, distribution

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