郭迪龙 郭 易 杨国伟

(中国科学院力学研究所,流固耦合系统力学重点实验室,北京100190)

高铁为什么长这样?
——不是跑得快，而是飞得低

郭迪龙1)郭 易 杨国伟

(中国科学院力学研究所,流固耦合系统力学重点实验室,北京100190)

在过去十年中，中国高速列车迎来了爆炸式的发展，本文就高速列车主要涉及到的空气动力学问题如气动阻力、交会压力波、隧道压力波、气动噪声进行了阐述，并就这些问题的影响因素和规律给出了介绍.

高速列车,气动阻力,压力波,气动噪声

说起高速列车，我们印象最深的就是它 “子弹头”形状的流线型头型，见图 1，与之前方方正正的“绿皮车”有明显的区别.高速列车采用流线型头型，目的是优化其空气动力学性能，降低空气阻力、压力波、噪声等，提高运行速度.但列车运行时的空气阻力很大么，有必要这么重视么？列车正常运行时，行驶阻力一般包括轮轨滚动阻力、空气阻力、坡道阻力和加速时的惯性阻力.在低速运行时，轮轨阻力占主要部分;但随着列车运行速度提高，空气阻力将增加，当列车速度超过200km/h后，其将成为列车运行阻力的主要部分.

日常生活中，我们都有这种经历：在微风中逆风行走，我们几乎不会意识到风的阻力存在.然而，若是在5级以上的大风中逆风而行，风的阻力之大，就会让我们体会到什么叫寸步难行了.列车运行时受到的空气阻力与速度的平方成正比，因此，中、低速“绿皮”列车运行就好比我们在微……