Proceedings of Petersburg Transport University Proceedings of Petersburg Transport University Известия Петербургского университета путей сообщения 1815-588X 2658-6851 55859 10.20295/1815-588X-2022-4-793-799 Проблематика транспортных систем PROBLEMATIC OF TRANSPORT SYSTEM Проблематика транспортных систем Reducing Air Flow Effect on High-Speed Train Current Collector with the Help of Aerodynamic Cowl Снижение воздействия воздушного потока на токоприемное устройство скоростного поезда с помощью аэродинамического обтекателя Каримов Дастонбек Давронбой угли Karimov Dastonback Davronboy ugli Петербургский государственный университет путей сообщения Императора Александра I Россия Emperor Alexander I Petersburg State Transport University Russian Federation 20 12 2022 20 12 2022 19 4 793 799 17 12 2022 https://atjournal.ru/en/nauka/article/55859/view

Цель: Исследование аэродинамического воздействия на токоприемник скоростного поезда с помощью метода CFD-анализа в среде Flow Simulation программного обеспечения SolidWorks, c учетом неравномерности распределения скоростных потоков воздушных масс в надвагонной части подвижного состава. Методы: Теоретические исследования базировались на применении теории определяющих соотношений и методах механики сплошных сред. Математическое моделирование выполнялось на ПЭВМ с применением программных продуктов, использующих средства вычислительной гидрогазодинамики. Результаты: Разработана уточненная цифровая модель токоприемника, учитывающая характер взаимодействия в системе «токоприемник — контактный провод» в условиях аэродинамического сопротивления. Практическая значимость: Предложено устройство отклонения воздушных масс при обтекании токоприемника (спойлер), позволяющее устранить негативные воздействия аэродинамического сопротивления, заполнение снеговыми массами карманов конструкции, последствий обледенения рычажной системы.

Purpose: Investigation of aerodynamic effect on high-speed train pantograph using CFD-analysis method in FlowSimulation environment of SolidWorks software given uneven distribution of air high-speed mass flows in atop-car part of a rolling stock. Methods: Theoretical research was based on the application of the theory of constructive relations and continuum methods. Mathematical modeling was performed on a PC applying software products which use the means of computational fluid dynamics. Results: Refined digital model of a current collector has been developed which takes into account interaction nature in “current collector — contact wire” system under aerodynamic drag conditions. Practical significance: Device for the deflection of air masses when flowing around a current collector (a spoiler) is proposed that makes it possible to get rid of negative effects of: aerodynamic drag, filling-in construction pockets with snow masses and lever system icing consequences.

 Железнодорожная линия Ангрен — Пап токоприемник пантограф аэродинамическое сопротивление CFD-моделирование Railway track railway line Angren-Pan passenger transportation current collector pantograph aerodynamic drag frontal airflow calculation of aerodynamic forces aerodynamic device CFD-modeling

Бизнес-план АО «УТЙ» на 2019 г. - Ташкент: АО «УТЙ», 2019. - 5 с. Biznes-plan AO «UTY» na 2019 g. - Tashkent: AO «UTY», 2019. - 5 s. Строительство новой электрифицированной железнодорожной линии Ангрен - Пап: Предварительное технико-экономическое обоснование. Пояснительная записка. - Ташкент, 2012. Stroitel'stvo novoy elektrificirovannoy zheleznodorozhnoy linii Angren - Pap: Predvaritel'noe tehniko-ekonomicheskoe obosnovanie. Poyasnitel'naya zapiska. - Tashkent, 2012. Алямовский А. А. Инженерные расчеты в SolidWorksSimulation / А. А. Алямовский. - М.: ДМК Пресс, 2019. - 464 с. Alyamovskiy A. A. Inzhenernye raschety v SolidWorksSimulation / A. A. Alyamovskiy. - M.: DMK Press, 2019. - 464 s. Алямовский А. А. SolidWorks Simulation. Инженерный анализ для профессионалов: задачи, методы, рекомендации / А. А. Алямовский. - М.: ДМК Пресс, 2015. - 562 с. Alyamovskiy A. A. SolidWorks Simulation. Inzhenernyy analiz dlya professionalov: zadachi, metody, rekomendacii / A. A. Alyamovskiy. - M.: DMK Press, 2015. - 562 s. Gregoire R. Some considerations on the aerodynamics of high speed pantograph: CFD and wind tunnel tests / R. Gregoire, A. Collina, F. Resta et. al. // BBAA VI International Colloquium on: Bluff Bodies Aerodynamics & Applications. - Milano, Italy. 20-24 July 2008. - Pp. 66-69. Gregoire R. Some considerations on the aerodynamics of high speed pantograph: CFD and wind tunnel tests / R. Gregoire, A. Collina, F. Resta et. al. // BBAA VI International Colloquium on: Bluff Bodies Aerodynamics & Applications. - Milano, Italy. 20-24 July 2008. - Pp. 66-69. Гарбарук А. В. Моделирование турбулентности в расчетах сложных течений: учебное пособие / А. В. Гарбарук, М. Х. Стрелец, М. Л. Шур. - СПб.: Изд-во Политехн. ун-та, 2012. - 88 с. Garbaruk A. V. Modelirovanie turbulentnosti v raschetah slozhnyh techeniy: uchebnoe posobie / A. V. Garbaruk, M. H. Strelec, M. L. Shur. - SPb.: Izd-vo Politehn. un-ta, 2012. - 88 s. Бизнес-план АО «УТЙ» на 2020-2023 гг. - Ташкент: АО «УТЙ», 2020. Biznes-plan AO «UTY» na 2020-2023 gg. - Tashkent: AO «UTY», 2020. Чепурко А. Е. Повышение качества токосъема за счет применения новых аэродинамических устройств токоприемников электроподвижного состава / А. Е. Чепурко, В. Н. Яковлев // Инновационное развитие железнодорожного транспорта России: материалы Всероссийской науч.-практ. конференции / Омский гос. ун-т путей сообщения. - Омск, 2012. - С. 128-135. Chepurko A. E. Povyshenie kachestva tokos'ema za schet primeneniya novyh aerodinamicheskih ustroystv tokopriemnikov elektropodvizhnogo sostava / A. E. Chepurko, V. N. Yakovlev // Innovacionnoe razvitie zheleznodorozhnogo transporta Rossii: materialy Vserossiyskoy nauch.-prakt. konferencii / Omskiy gos. un-t putey soobscheniya. - Omsk, 2012. - S. 128-135. Воробьев А. А. Воздействие воздушного потока на аэродинамическое устройство для пантографа / А. А. Воробьев, Я. С. Ватулин, Д. Д. угли Каримов // Известия Петербургского университета путей сообщения. - СПб.: ПГУПС, 2021. - Т. 18. - Вып. 4. - С. 453-459. Vorob'ev A. A. Vozdeystvie vozdushnogo potoka na aerodinamicheskoe ustroystvo dlya pantografa / A. A. Vorob'ev, Ya. S. Vatulin, D. D. ugli Karimov // Izvestiya Peterburgskogo universiteta putey soobscheniya. - SPb.: PGUPS, 2021. - T. 18. - Vyp. 4. - S. 453-459. Каримов Д. Д. Повышение эффективности пантографа электроподвижного состава / Д. Д. Каримов, А. А. Воробьев // Системы автоматизированного проектирования на транспорте: материалы Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых. Санкт-Петербург, 27-28 апреля 2021 г. / ФГБОУ ВО ПГУПС, 2021. - С. 66-67. Karimov D. D. Povyshenie effektivnosti pantografa elektropodvizhnogo sostava / D. D. Karimov, A. A. Vorob'ev // Sistemy avtomatizirovannogo proektirovaniya na transporte: materialy Mezhdunarodnoy nauchno-prakticheskoy konferencii studentov, aspirantov i molodyh uchenyh. Sankt-Peterburg, 27-28 aprelya 2021 g. / FGBOU VO PGUPS, 2021. - S. 66-67. Lee Y. Aerodynamic Characteristics of High Speed Train Pantograph with the Optimized Panhead Shape / Y. Lee, J. Rho, M. Kwak et al. // Proceedings of the 7th IASME/WSEAS International Conference on Fluid Mechanics and Aerodynamics: Retrieved 2011-02-16. - Pp. 84-88. Lee Y. Aerodynamic Characteristics of High Speed Train Pantograph with the Optimized Panhead Shape / Y. Lee, J. Rho, M. Kwak et al. // Proceedings of the 7th IASME/WSEAS International Conference on Fluid Mechanics and Aerodynamics: Retrieved 2011-02-16. - Pp. 84-88. Маслов Г. П. Рациональная аэродинамическая характеристика токоприемника по условиям токосъема / Г. П. Маслов, А. Е. Чепурко // Известия Транссиба / Омский гос. ун-т путей сообщения. - Омск, 2012. - № 3(11). - С. 34-40. Maslov G. P. Racional'naya aerodinamicheskaya harakteristika tokopriemnika po usloviyam tokos'ema / G. P. Maslov, A. E. Chepurko // Izvestiya Transsiba / Omskiy gos. un-t putey soobscheniya. - Omsk, 2012. - № 3(11). - S. 34-40. Мазнев А. С. Электрические аппараты и цепи подвижного состава: учебное пособие / А. С. Мазнев, О. И. Шатнев. - 2-е изд., испр. и доп. - М.: ИНФРА-М., 2021. - C. 46-54. Maznev A. S. Elektricheskie apparaty i cepi podvizhnogo sostava: uchebnoe posobie / A. S. Maznev, O. I. Shatnev. - 2-e izd., ispr. i dop. - M.: INFRA-M., 2021. - C. 46-54. ГОСТ 32204-2013. Токоприемники железнодорожного электроподвижного состава. Общие технические условия. Введен в действие 01.06.2014. - М.: ФГУП «Стандартинформ», 2013. - 38 с. GOST 32204-2013. Tokopriemniki zheleznodorozhnogo elektropodvizhnogo sostava. Obschie tehnicheskie usloviya. Vveden v deystvie 01.06.2014. - M.: FGUP «Standartinform», 2013. - 38 s.