孙振旭 姚永芳 郭迪龙 杨国伟,3) 姚拴宝 张业 陈大伟 李桂波 尚克明 贾玲

∗(中国科学院力学研究所,北京 100190)

†(中国科学院大学工程科学学院,北京 100190)

∗∗(中车青岛四方机车车辆股份有限公司,青岛 266000)

引言

高速铁路的发展对我国国民经济发展和社会进步起着至关重要的作用.至2019 年底,中国高速铁路营业总里程达到3.5 万千米,居世界第一.“复兴号”列车在京沪高速铁路上运营速度实现350 km/h.高速列车运行时的稳定性、舒适性以及环境友好性等与高速列车的空气动力学性能紧密相关.列车外形流线型直接影响列车空气动力性能[1-2].列车的阻力特性与列车提速和节能环保能力密切相关,头部长度在10 m 左右,流线型程度非常高的动车组,在300 km/h的时速下,空气阻力占总阻力的75% 左右[3].随着列车运行速度的提高,列车的空气动力学问题变得越来越显著,严重影响列车运行安全性和乘坐舒适性[4-6].列车的气动性能优化有着重要意义.国内外学者也在高速列车的气动性能优化上做了大量探索,主要优化策略可以概括为两方面的内容:基于流场机理的改型优化和基于优化算法的外形优化.基于流场机理的高速列车局部外形快速设计和基于优化算法的列车外形优化,尤其是对列车头型进行优化,成为了高速列车气动外形优化设计中两种相辅相成的重要方法.

在基于流场机理的高速列车的局部改型优化上,国内外学者相关的探索工作,主要包括实验和……