Ученые РФ создали алгоритм для моделирования взаимодействия поездов с рельсами
Российские исследователи создали подход для точного численного моделирования механического напряжения при взаимодействии поезда с рельсами, шпалами и другими компонентами железнодорожных путей, что в будущем позволит сделать железнодорожные перевозки более безопасными. Об этом сообщил ТАСС Центр научной коммуникации МФТИ.
«Наша модель предлагает возможность гибко менять параметры таких важных элементов, как форма подвижного состава и структура железнодорожного пути, а также характер взаимодействия колес и рельсов. Результаты численного моделирования помогают нам лучше понять, где возникают напряжения в системе и как они распределяются во времени и пространстве», — пояснил научный сотрудник МФТИ (Долгопрудный) Антон Кожемяченко, чьи слова приводит Центр научной коммуникации вуза.
Как отмечают А. Кожемяченко и его коллеги, при проектировании железных дорог важно правильно рассчитать контактные напряжения, возникающие в системе колесо-рельс, и их последующее влияние на конструкцию верхнего строения пути. Эти напряжения зависят от большого числа параметров, в том числе состояния железной дороги и колес, инерционных и геометрических характеристик подвижного состава.
Для получения подобных сведений российские исследователи создали инновационный подход к моделированию движения подвижного состава с использованием сеточно-характеристического подхода в численном моделировании. Этот метод, активно применяемый в геофизических исследованиях, позволяет более точно учитывать динамику распространения возмущений от источника, рассматривать переотражения сигналов от составных частей пути и другие процессы, влияющие на надежность и безопасность.
Работу созданного алгоритма А. Кожемяченко и его коллеги проверили в рамках расчетов, при помощи которых ученые просчитали движение двух четырехосных нефтебензиновых цистерн по короткому участку железнодорожного пути с балластным слоем. Эти расчеты показали, что нагрузки на балласт и земляное полотно были во много раз меньше, чем в системе колесо-рельс, что необходимо учитывать при моделировании движения поезда.
«Наше исследование открывает новые горизонты для применения современных численных методов в области транспортной безопасности и создает основу для дальнейшего совершенствования технологий, обеспечивающих эффективное и безопасное движение на железных дорогах», — подытожил научный сотрудник кафедры вычислительной физики МФТИ (Долгопрудный) Евгений Песня, чьи слова приводит Центр научной коммуникации вуза.