横风环境下高速列车过路堤风阻制动气动特性研究

来源：振动与冲击杂志2026年第1期北京时间：

作者：王红wh@mail.lzjtu.cn，王家琪，谢红太,,岳新鹏

单位：1.兰州交通大学机电工程学院，兰州730070;2.华设设计集团股份有限公司，南京210014

摘要：为探究横风环境下装配风阻制动装置的高速列车在路堤上的气动效应，揭示路堤高度对高速列车风阻制动运行过程中气动特性的影响规律，采用CFD方法对横风环境下装配3排风阻制动装置的高速列车随路堤高度变化时外围流场分布和结构状态、气动载荷和脉动规律进行深入研究。结果表明，风阻制动装置的安装一定程度上破坏了原型列车外围的流场状态，随着路堤高度的增加列车和风阻制动板背风侧的涡结构逐渐发展紊乱，车体两侧和制动板前后形成的气动压差逐渐增大；受路堤高度的影响，横风环境下装配风阻制动装置高速列车的阻力较原型车有显著提升，升力和侧向力略有增加；随着路堤高度的增加，高速列车所受气动力和对应气动力系数的变化趋势基本一致，除倾覆力矩外，列车所受气动载荷均在路堤下风线工况受到的影响更大，其中头车的侧向力系数以及倾覆、俯仰和偏航力矩系数均在持续增大，且显著高于中间车和尾车，而头车和中间车的升力变化在上下风线差距较大；研究引入路堤增速系数以修正路堤上的耦合风速，构造出路堤增速系数与列车气动载荷系数的数学关系式，随着路堤高度的增加，路堤上下风线的增速系数增长趋势基本一致，其中在路堤高度为0~2.5 m时，路堤增速系数增长率最大，在2.5 m处下风线路堤增速系数达到最大为2.32，而在高路堤时增长率逐渐减小。路堤高度对横风环境下高速列车风阻制动运行安全与稳定存在重要影响，在实际运营中，应对路堤工况下列车风阻制动时的运行稳定性给予必要关注。<br>

关键词：高速列车；空气动力学；横风；风阻制动；路堤；路堤增速效应