机械工程学报

作者：盛旭高, 于梦阁, 戴志远, 张骞

单位：1. 青岛大学机电工程学院 青岛 266071;2. 西南交通大学轨道交通运载系统全国重点实验室 成都 610031

关键词：降雨环境,高速列车,雨滴谱,气动特性,雨载荷；

基金：国家自然科学基金(51705267)、中国博士后科学基金(2018M630750)和牵引动力国家重点实验室开放课题(TPL2005)资助项目。

为定量分析雨滴粒径分布对高速列车气动性能的影响，基于Euler方法建立高速列车外流场模型，并验证其计算方法有效性，基于Lagrange方法分别建立均一粒径及非均一粒径降雨模型，采用相间耦合方法开展不同降雨模型、不同降雨强度及不同车速下高速列车风雨耦合数值模拟。计算结果表明：均一粒径降雨模型的雨滴降落轨迹近似平行，非均一粒径降雨模型的雨滴降落轨迹交错复杂；两种降雨模型下，单位时间内落至车身的雨滴质量均随降雨强度及车速的增大而增大；当车速一定时，车身表面雨滴浓度随降雨强度的增大而增大，均一粒径降雨模型的车身表面雨滴浓度分布较为集中规律，非均一粒径降雨模型的车身表面雨滴浓度分布较为分散杂乱；当车速一定时，随着降雨强度的增大，列车鼻尖处的正压范围逐渐增大，列车所受的气动阻力及纵向雨载荷增大；在同一车速及降雨强度下，与均一粒径降雨模型的计算结果相比，非均一粒径降雨模型下头车鼻尖处正压范围变小，导致非均一粒径降雨模型下头车气动阻力减小，但非均一粒径降雨模型下头车纵向雨载荷变大。综合而言，非均一粒径降雨模型下头车纵向总阻力较均一粒径降雨模型减小。

来源：2025年第6期

《机械工程学报》期刊编辑部

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