<!DOCTYPE article
PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.4 20190208//EN"
       "JATS-journalpublishing1.dtd">
<article xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" article-type="research-article" dtd-version="1.4" xml:lang="en">
 <front>
  <journal-meta>
   <journal-id journal-id-type="publisher-id">Bulletin of scientific research results</journal-id>
   <journal-title-group>
    <journal-title xml:lang="en">Bulletin of scientific research results</journal-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>Бюллетень результатов научных исследований</trans-title>
    </trans-title-group>
   </journal-title-group>
   <issn publication-format="online">2223-9987</issn>
  </journal-meta>
  <article-meta>
   <article-id pub-id-type="publisher-id">100571</article-id>
   <article-id pub-id-type="doi">10.20295/2223-9987-2025-2-107-119</article-id>
   <article-categories>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="ru">
     <subject>Проблематика транспортных систем</subject>
    </subj-group>
    <subj-group subj-group-type="toc-heading" xml:lang="en">
     <subject>PROBLEMATIC OF TRANSPORT SYSTEM</subject>
    </subj-group>
    <subj-group>
     <subject>Проблематика транспортных систем</subject>
    </subj-group>
   </article-categories>
   <title-group>
    <article-title xml:lang="en">Simulation Model of a Physical-Chemical Method for Protecting Contact Wires Against Icing</article-title>
    <trans-title-group xml:lang="ru">
     <trans-title>Имитационная модель физико-химического метода защиты контактного провода от обледенения</trans-title>
    </trans-title-group>
   </title-group>
   <contrib-group content-type="authors">
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Бараусов</surname>
       <given-names>Виктор Александрович</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Barausov</surname>
       <given-names>Viktor Aleksandrovich</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <email>barausovv@gmail.com</email>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-1"/>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Бубнов</surname>
       <given-names>Владимир Петрович</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Bubnov</surname>
       <given-names>Vladimir Petrovich</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <email>bubnov1950@yandex.ru</email>
     <bio xml:lang="ru">
      <p>доктор технических наук;</p>
     </bio>
     <bio xml:lang="en">
      <p>doctor of technical sciences;</p>
     </bio>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-2"/>
    </contrib>
    <contrib contrib-type="author">
     <name-alternatives>
      <name xml:lang="ru">
       <surname>Моисеев</surname>
       <given-names>Владимир Иванович</given-names>
      </name>
      <name xml:lang="en">
       <surname>Moiseev</surname>
       <given-names>Vladimir Ivanovich</given-names>
      </name>
     </name-alternatives>
     <email>moiseev_v_i@list.ru</email>
     <bio xml:lang="ru">
      <p>доктор технических наук;</p>
     </bio>
     <bio xml:lang="en">
      <p>doctor of technical sciences;</p>
     </bio>
     <xref ref-type="aff" rid="aff-3"/>
    </contrib>
   </contrib-group>
   <aff-alternatives id="aff-1">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Группа Компаний ИМСАТ</institution>
     <country>Россия</country>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">IMSAT Group LLC</institution>
     <country>Russian Federation</country>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <aff-alternatives id="aff-2">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I</institution>
     <city>Санкт-Петербург</city>
     <country>Россия</country>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">Emperor Alexander I St. Petersburg State Transport University</institution>
     <city>Saint Petersburg</city>
     <country>Russian Federation</country>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <aff-alternatives id="aff-3">
    <aff>
     <institution xml:lang="ru">Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I</institution>
     <country>Россия</country>
    </aff>
    <aff>
     <institution xml:lang="en">Emperor Alexander I Petersburg State Transport University</institution>
     <country>Russian Federation</country>
    </aff>
   </aff-alternatives>
   <pub-date publication-format="print" date-type="pub" iso-8601-date="2025-06-27T00:00:00+03:00">
    <day>27</day>
    <month>06</month>
    <year>2025</year>
   </pub-date>
   <pub-date publication-format="electronic" date-type="pub" iso-8601-date="2025-06-27T00:00:00+03:00">
    <day>27</day>
    <month>06</month>
    <year>2025</year>
   </pub-date>
   <volume>2025</volume>
   <issue>2</issue>
   <fpage>107</fpage>
   <lpage>119</lpage>
   <history>
    <date date-type="received" iso-8601-date="2025-04-27T00:00:00+03:00">
     <day>27</day>
     <month>04</month>
     <year>2025</year>
    </date>
    <date date-type="accepted" iso-8601-date="2025-05-28T00:00:00+03:00">
     <day>28</day>
     <month>05</month>
     <year>2025</year>
    </date>
   </history>
   <self-uri xlink:href="https://atjournal.ru/en/nauka/article/100571/view">https://atjournal.ru/en/nauka/article/100571/view</self-uri>
   <abstract xml:lang="ru">
    <p>Цель: Подтверждение работоспособности пассивного физико-химического способа защиты от обледенения контактного провода. Методы: Имитационная модель реализована в программной среде Python. Модель объединяет основные физические процессы: теплопередачу (распределение температуры в проводе и слоях покрытия), фазовый переход (замерзание воды с учетом скрытой теплоты), гидродинамику капель (движение воды под действием силы тяжести, поверхностного натяжения, ветра) и турбулентность (случайные флуктуации ветра, влияющие на траектории капель). Результаты: Разработана имитационная модель, учитывающая теплопередачу, фазовый переход воды, гидродинамику капель и турбулентность ветра на рельефной поверхности контактного провода с теплоизоляционным и гидрофобным покрытиями. Численные расчеты, выполненные явным методом конечных разностей с оператором Лапласиана, показали, что лед преимущественно формируется в нижних канавках рельефа, а турбулентность усиливает срыв капель, минимизируя обледенение верхней части. Модель подтверждает работоспособность способа повышения антиобледенительной эффективности проводника контактной сети, обеспечивающего пассивную защиту и удаление льда. Практическая значимость: Модель позволяет варьировать параметры (глубину рельефа, толщину и свойства покрытий, характеристики ветра) и прогнозировать зоны и интенсивность обледенения без дорогостоящих натурных экспериментов.</p>
   </abstract>
   <trans-abstract xml:lang="en">
    <p>Purpose: To confirm the operability of a passive physical-chemical method for protection of a contact wire against icing. Methods: The implementation of the simulation model was conducted within the Python software environment. The model integrates the fundamental physical processes, including heat transfer (temperature distribution in the wire and coating layers), phase transition (freezing of water, taking into account latent heat), hydrodynamics of droplets (movement of water under the action of gravity, surface tension, and wind) and turbulence (random wind fluctuations affecting the trajectories of droplets). Results: The simulation model developed takes into account heat transfer, water phase transition, droplet hydrodynamics, and wind turbulence on the relief surface of a contact wire with heat-insulating and hydrophobic coatings. Numerical calculations performed using the explicit finite difference method with the Laplacian operator have shown that ice is predominantly formed in the lower grooves of the relief, and turbulence enhances droplet shedding, minimizing icing of the upper part. The model has confirmed the operability of a method for increasing the anti-icing efficiency of a contact network conductor, providing passive protection and ice removal. Practical significance: The model enables the variation of parameters (relief depth, coating thickness and properties, wind characteristics) and the prediction of icing zones and intensity without the necessity for expensive full-scale experiments.</p>
   </trans-abstract>
   <kwd-group xml:lang="ru">
    <kwd>Контактный провод</kwd>
    <kwd>обледенение</kwd>
    <kwd>теплопередача</kwd>
    <kwd>фазовый переход</kwd>
    <kwd>рельефная поверхность</kwd>
    <kwd>гидрофобное покрытие</kwd>
    <kwd>гидродинамика капель</kwd>
    <kwd>турбулентность</kwd>
    <kwd>имитационное моделирование</kwd>
    <kwd>метод конечных разностей</kwd>
   </kwd-group>
   <kwd-group xml:lang="en">
    <kwd>Contact wire</kwd>
    <kwd>icing</kwd>
    <kwd>heat transfer</kwd>
    <kwd>phase transition</kwd>
    <kwd>relief surface</kwd>
    <kwd>hydrophobic coating</kwd>
    <kwd>droplet hydrodynamics</kwd>
    <kwd>turbulence</kwd>
    <kwd>simulation modelling</kwd>
    <kwd>finite difference method</kwd>
   </kwd-group>
  </article-meta>
 </front>
 <body>
  <p></p>
 </body>
 <back>
  <ref-list>
   <ref id="B1">
    <label>1.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Патент № 2827574 Российская Федерация, C-1 РФ, МПК 01B 5/2. Контактный провод с антиобледенительным покрытием для воздушных линий электропередач / В. П. Бубнов, В. А. Бараусов, В. И. Моисеев; заявл. № 2024106114 от 05.03.2024; Бюл. 28.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Patent № 2827574 Rossiyskaya Federaciya, C-1 RF, MPK 01B 5/2. Kontaktnyy provod s antiobledenitel'nym pokrytiem dlya vozdushnyh liniy elektroperedach / V. P. Bubnov, V. A. Barausov, V. I. Moiseev; zayavl. № 2024106114 ot 05.03.2024; Byul. 28.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B2">
    <label>2.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Толстых В. К. Математическое и численное моделирование нестационарных течений с фазовыми переходами в противоточных теплообменных аппаратах / В. К. Толстых, К. А. Пшеничный // Вестник ЮУрГУ. Серия: Математическое моделирование и программирование. — 2023. — № 16(2).</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Tolstyh V. K. Matematicheskoe i chislennoe modelirovanie nestacionarnyh techeniy s fazovymi perehodami v protivotochnyh teploobmennyh apparatah / V. K. Tolstyh, K. A. Pshenichnyy // Vestnik YuUrGU. Seriya: Matematicheskoe modelirovanie i programmirovanie. — 2023. — № 16(2).</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B3">
    <label>3.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Симонов О. А. Численное моделирование фазового перехода «вода — лед» в высокопроницаемых водонасыщенных пористых средах / О. А. Симонов, Л. Н. Филимонова // Вестн. Тюменского гос. ун-та. Нефть, газ, энергетика. — 2023. — № 9(1). — С. 22–38.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Simonov O. A. Chislennoe modelirovanie fazovogo perehoda «voda — led» v vysokopronicaemyh vodonasyschennyh poristyh sredah / O. A. Simonov, L. N. Filimonova // Vestn. Tyumenskogo gos. un-ta. Neft', gaz, energetika. — 2023. — № 9(1). — S. 22–38.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B4">
    <label>4.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Pakhomov M. A. Modeling of turbulent heat-transfer augmentation in gas-droplet flow / M. A. Pakhomov, V. I. Terekhov // Energies. — 2022. — № 15(16). — P. 5861.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Pakhomov M. A. Modeling of turbulent heat-transfer augmentation in gas-droplet flow / M. A. Pakhomov, V. I. Terekhov // Energies. — 2022. — № 15(16). — P. 5861.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B5">
    <label>5.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Druzhinin O. A. The study of momentum, mass, and heat transfer in a droplet-laden turbulent airflow over a waved water surface by DNS / O. A. Druzhinin, Yu. I. Troitskaya, S. S. Zilitinkevich // J. Phys. Oceanogr. — 2022. — № 52(3).</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Druzhinin O. A. The study of momentum, mass, and heat transfer in a droplet-laden turbulent airflow over a waved water surface by DNS / O. A. Druzhinin, Yu. I. Troitskaya, S. S. Zilitinkevich // J. Phys. Oceanogr. — 2022. — № 52(3).</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B6">
    <label>6.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Сорокин К. Э. Численное моделирование обледенения в программном комплексе FlowVision / Сорокин К. Э. и др. // Компьютерные исследования и моделирование. — 2020. — № 12(1). С. 83–96.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Sorokin K. E. Chislennoe modelirovanie obledeneniya v programmnom komplekse FlowVision / Sorokin K. E. i dr. // Komp'yuternye issledovaniya i modelirovanie. — 2020. — № 12(1). S. 83–96.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B7">
    <label>7.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Калюлин С. Л. Численное моделирование обледенения при вибрациях аэродинамического профиля / С. Л. Калюлин, В. Я. Модорский // Вестн. ПНИПУ. Аэрокосм. техника. — 2023. — № 72. — С. 100–112.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Kalyulin S. L. Chislennoe modelirovanie obledeneniya pri vibraciyah aerodinamicheskogo profilya / S. L. Kalyulin, V. Ya. Modorskiy // Vestn. PNIPU. Aerokosm. tehnika. — 2023. — № 72. — S. 100–112.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B8">
    <label>8.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Тальский А. Изучено влияние гидрофобных покрытий на обледенение самолетов / А. Тальский // 21mm.ru. — 20 декабря 2021.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Tal'skiy A. Izucheno vliyanie gidrofobnyh pokrytiy na obledenenie samoletov / A. Tal'skiy // 21mm.ru. — 20 dekabrya 2021.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B9">
    <label>9.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Самарский А. А. Теория разностных схем / А. А. Самарский. — М.: Наука, 1977.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Samarskiy A. A. Teoriya raznostnyh shem / A. A. Samarskiy. — M.: Nauka, 1977.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B10">
    <label>10.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Хасанов М. Математическое моделирование нестационарного конвективного охлаждения многослойных тел при аддитивном производстве изделий / М. Хасанов и др. // Инж. вестн. Дона. — 2022. — № 7.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Hasanov M. Matematicheskoe modelirovanie nestacionarnogo konvektivnogo ohlazhdeniya mnogosloynyh tel pri additivnom proizvodstve izdeliy / M. Hasanov i dr. // Inzh. vestn. Dona. — 2022. — № 7.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B11">
    <label>11.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Садыков Т. Н. Использование Python для численного решения задач теплопроводности и визуализации результатов / Т. Н. Садыков, В. А. Галкин, Д. А. Моргун // Успехи кибернетики. — 2023. — № 4(3).</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Sadykov T. N. Ispol'zovanie Python dlya chislennogo resheniya zadach teploprovodnosti i vizualizacii rezul'tatov / T. N. Sadykov, V. A. Galkin, D. A. Morgun // Uspehi kibernetiki. — 2023. — № 4(3).</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B12">
    <label>12.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Балашов В. А. Прямое численное моделирование течений жидкости в поровом пространстве: дисс. … канд. физ.-мат. наук / В. А. Балашов. — МФТИ, 2021.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Balashov V. A. Pryamoe chislennoe modelirovanie techeniy zhidkosti v porovom prostranstve: diss. … kand. fiz.-mat. nauk / V. A. Balashov. — MFTI, 2021.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B13">
    <label>13.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">ElectricalSchool — Образование гололеда и изморози на проводах ЛЭП и борьба с ними. — 2019.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">ElectricalSchool — Obrazovanie gololeda i izmorozi na provodah LEP i bor'ba s nimi. — 2019.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
   <ref id="B14">
    <label>14.</label>
    <citation-alternatives>
     <mixed-citation xml:lang="ru">Фурсанов М. И. Гололедные аварии на ЛЭП — причины появления и способы предотвращения / М. И. Фурсанов, А. А. Фарино, П. С. Горудько // Энергохозяйство предприятий. — 2017. — № 2(95). — С. 26–29.</mixed-citation>
     <mixed-citation xml:lang="en">Fursanov M. I. Gololednye avarii na LEP — prichiny poyavleniya i sposoby predotvrascheniya / M. I. Fursanov, A. A. Farino, P. S. Gorud'ko // Energohozyaystvo predpriyatiy. — 2017. — № 2(95). — S. 26–29.</mixed-citation>
    </citation-alternatives>
   </ref>
  </ref-list>
 </back>
</article>
