机械工程学报

作者：盛旭高, 于梦阁, 李美香, 刘加利

单位：1. 青岛大学机电工程学院 青岛 266071;2. 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 青岛 266111

关键词：降雨环境,高速列车,雨滴雷诺数,曳力,气动特性；

基金：国家自然科学基金(51705267)、山东省自然科学基金(ZR2022ME180)和广东省基础与应用基础研究基金(2019A1515111005)资助项目。

对于强降雨环境高速列车气流流场及雨场的研究，以往工作主要侧重于气流流场，而气流流场与雨场的运动是相互耦合的，对气流流场、雨场及两者的耦合运动机理进行了系统的分析：基于Euler-Lagrange方法建立强降雨环境高速列车气流流场及雨场数值计算模型，从雨滴雷诺数、曳力及湍动能等角度分析雨滴的运动特性及气流的流动特性。研究结果表明：雨滴初始进入气流流场时，雨滴雷诺数较大，所受纵向曳力较大，气流对雨滴的纵向运动起着推动作用，随着雨滴纵向位移的增大，雨滴雷诺数减小，所受纵向曳力也随之减小，雨滴与气流的纵向相互作用变弱，当雨滴落至头车鼻尖附近时，雨滴雷诺数急剧增大，所受纵向曳力急剧增大，气流对雨滴的纵向运动起着阻滞作用；车速一定时，随着降雨强度的增大，头车鼻尖附近的湍动能随之减小，降雨强度一定时，随着车速的增大，头车鼻尖附近的湍动能随之增大；车速一定时，随着降雨强度的增大，头车鼻尖附近的正压范围、头车所受的气动阻力及气动升力逐渐增大。

来源：2025年第12期

《机械工程学报》期刊编辑部

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