列车转向架区域风雪水冰耦合输运及相态转换仿真方法技术

本发明专利技术提供了一种列车转向架区域风雪水冰耦合输运及相态转换仿真方法，包括：构建列车转向架以及车体的三维模型，并对模型进行网格划分；构建列车转向架区域风‑雪‑水‑冰多相耦合输运及相态转换数值模拟仿真模型；设置初始条件和边界条件；基于所构建的模型对列车转向架区域的冰雪积聚过程中的相变、堆积形变过程进行数值模拟；对数值模拟计算结果进行后处理，分析转向架区域的雪‑水‑冰复杂转换机理以及冰雪积聚过程中的相变形变情况。本发明专利技术能够更好地模拟以及分析列车转向架区域的雪‑水‑冰复杂转换机理以及冰雪积聚过程中的相变形变情况，准确捕捉列车转向架区域积雪结冰过程中的多物理场耦合、多相态转化规律。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及轨道列车转向架积雪结冰分析，特别涉及一种列车转向架区域风雪水冰耦合输运及相态转换仿真方法。

技术介绍

1、转向架区域的积雪结冰问题对于轨道列车的安全运行较为关键。轨道列车长时间运行在风雪环境中时，环境风夹着雪花进入转向架，当运动行程存在较多漩涡时，雪花在漩涡内相互吸附，进而黏着在附近结构表面堆积。转向架区域流场受到积雪的干扰，流场结构发生变化，加剧积雪形成。另外，制动装置在制动时会产生大量热，会导致转向架上的积雪融化，而融化后的水又迅速转化成冰。转向架部位的弹性元件如空气弹簧和轴箱弹簧在轨道列车运动中也会发热，导致周围的积雪融化转化成冰。这些附加在转向架上的冰会增加簧上质量，恶化弹簧的弹性系数，影响轨道列车的动力学性能，威胁行车安全。当轨道列车在高寒条件下运行时，将导致转向架区域发生大面积积雪现象，从而影响轨道列车运行稳定性。

2、现有技术中，轨道列车转向架区域积雪结冰分析的数值仿真方法多采用将雪粒运动与气流湍流相结合的风雪两相流方法，对转向架区域积雪结冰的机理解析程度仍处于对空气流动趋势和雪粒运动特性分析阶段，并未对积雪相变覆冰本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种列车转向架区域风雪水冰耦合输运及相态转换仿真方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的列车转向架区域风雪水冰耦合输运及相态转换仿真方法，其特征在于，S1包括如下子步骤：

3.根据权利要求2所述的列车转向架区域风雪水冰耦合输运及相态转换仿真方法，其特征在于，S12中根据流动特点以及分析需求规划网格疏密，对车体周围体网格进行加密，以精确模拟车体周围气相流动；对转向架区域体网格进行再次加密，以准确模拟转向架区域微小涡旋结构，并精准捕捉雪粒的运动轨迹。

4.根据权利要求1所述的列车转向架区域风雪水冰耦合输运及相态转换仿真方法，其特征在于...

【技术特征摘要】

1.一种列车转向架区域风雪水冰耦合输运及相态转换仿真方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的列车转向架区域风雪水冰耦合输运及相态转换仿真方法，其特征在于，s1包括如下子步骤：

3.根据权利要求2所述的列车转向架区域风雪水冰耦合输运及相态转换仿真方法，其特征在于，s12中根据流动特点以及分析需求规划网格疏密，对车体周围体网格进行加密，以精确模拟车体周围气相流动；对转向架区域体网格进行再次加密，以准确模拟转向架区域微小涡旋结构，并精准捕捉雪粒的运动轨迹。

4.根据权利要求1所述的列车转向架区域风雪水冰耦合输运及相态转换仿真方法，其特征在于，s2包括如下子步骤：

5.根据权利要求4所述的列车转向架区域风雪水冰耦合输运及相态转换仿真方法，其特征在于，s21中的空气流场模拟可采用基于sst k-ω或realizable k-ε湍流模型的分离涡(des)或非定常雷诺时均(urans)方法开展，近壁面采用全y+壁面处理；

6.根据权利要求4所述的列车转向架...

【专利技术属性】
技术研发人员：王家斌，高广军，刘浩源，张洁，姜琛，王田天，刘操，李小白，陈光，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：