高速列车底部空气流动特性对转向架区域积雪的影响

摘要：

针对高速列车转向架区域的积雪问题,建立了包含精细化转向架的列车空气动力学模型;采用分离涡模拟方法,对运行速度为350 km·h-1的高速列车周围空气流场进行了模拟,分析了空气流场特性对车底与转向架区域雪粒输运的影响;提取了涡核线,研究了转向架区域的涡流特征与雪粒输运的关系.研究结果表明:车底气流主要由前后轮对后部向上翻转进入转向架区域,绕轮轴形成旋转气流;转向架底部区域涡量大于1 000 s-1,涡流基本为纵向;转向架顶部区域涡量小于200 s-1,涡流基本为纵向;转向架轮对与前后端墙的空隙处涡流多为竖向,且后部轮对处的涡量较前部轮对处大5倍以上;转向架内部区域涡量小于200 s-1,涡流走向杂乱;涡流的尺度、强度与走向特性反映出进入转向架区域的气流具有较强的挟带雪粒的能力,而流出转向架的气流挟带雪粒的能力较弱;头车下部区域负压较大,车底与裙板两侧存在强度较大的涡流,易卷起轨道积雪形成雪烟;除头车外,车底与转向架表面绝大部分区域壁面剪切应力小于1 Pa,对应的摩擦风速小于0.9m· s-1,沉积的雪粒不易被内部气流剪切走.

关键词：高速列车、转向架、分离涡模拟、底部空气流动、涡结构、积雪

所属期刊栏目：19

分类号：U270.32(车辆工程)

资助基金：国家自然科学基金项目51605397;国家重点研发计划项目2016YFB1200403

在线出版日期：2019-08-12（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共13页

页码：109-121