机械工程学报

作者：周智, 李田, 戴志远, 向泽锐, 张继业

单位：1. 西南交通大学轨道交通运载系统全国重点实验室 成都 610031;2. 西南交通大学设计艺术学院 成都 610031

关键词：高速列车,非流线型,气动阻力,数值模拟,经济效益；

基金：国家重点研发计划课题(2020YFA0710902); 国家自然科学基金(12372049); 轨道交通运载系统全国重点实验室自主课题(2023TPL-T06)资助项目。

为分析流线型长度对高速列车气动阻力的影响规律，基于计算流体力学数值模拟了明线运行时400 km/h高速列车的气动阻力分布特性，并对不同流线型长度的列车模型进行气动阻力预测。利用风洞试验验证数值模拟计算的可靠性。在列车整车长度不变的条件下，研究头尾车流线型长度变化对流线型头型、非流线型车体、转向架各部位的气动阻力影响规律，考虑的流线型长度范围为10～15 m。研究流线型长度增加使得气动阻力减小带来的正收益和乘客空间减小产生的负收益之间的经济效益关系。研究结果表明，头车流线型区域气动阻力与其表面积与流线型长度的比值呈正相关；头车非流线型区域每米阻力值向列车中心区域呈梯度递减，中间车部分每米阻力向尾车方向递减速度变缓。尾车非流线型部分每米阻力逐渐收敛；尾车流线型阻力随流线型长度递减；当流线型长度约为13 m时，列车达到最大收益49.88元/km，同时减少700 N的气动阻力，效益最优。通过综合考虑高速列车气动性能与经济性，研究高速列车最佳流线型长度，对高速列车设计与减阻优化有重要意义。

来源：2025年第22期

《机械工程学报》期刊编辑部

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