横风对高速列车气动性能的影响

随高速列车在横风下的气动特性急剧变化，安全问题十分突出。本文以京沪高铁CRH型动车组作为典型研究对象，建立三维模型，研究横风风速和列车车速对列车轮轨动力学的影响、单列高速列车在明线横风环境中运行的气动特性，从而得出如下结论：(1)列车在横向风中行驶时，选择列车的气动升力为例，以200 km/h和300 km/h运行的列车在风速从15.1m/s逐渐增加到30.0 m/s分别增加了340.6%和337.2%的气动升力；在风速为15.1 m/s, 22.2 m/s和30.0 m/s时，车速从200 km/h增加到300 km/h时，分别增加了18.3%、19.1%和20.1%的气动升力。由此可知，在横向风环境下列车车体所受的气动升力随着车速和风速的提高而逐渐增大。(2)在横风环境下，列车的迎风侧大部分区域受正压，背风侧大部分受负压，最大正压区域为头车鼻尖处，空气流速在列车上端拐角边缘最高。根据列车长度方向，列车两侧的压强差逐渐减少。通过对高速列车的气动特性进行研究，从而为高速列车风灾防治和运行安全管理提供参考，以及为制定具有自主知识产权的高速风灾安全预警控制系统提供了科学依据。