高速磁浮列车通过隧道时会对车辆、隧道和环境等产生恶劣的空气动力学效应。通过数值模拟研究横通道断面大小、横通道位置和长度对600 km/h高速磁浮列车的车隧耦合气动效应的影响,并通过动模型试验验证了数值模拟方法的可靠性。研究结果表明当圆拱形横通道宽度由3.8 m减至2.9 m时,列车表面测点压力波幅值增加8.8%,隧道测点压力波幅值几乎无变化,距离隧道出口20 m远处微气压波峰值增加5.4%;横通道位于隧道中间时,列车表面测点压力波幅值最小,横通道位置对隧道壁面压力波幅值无影响,对微气压波影响也较小;当横通道长度由30 m增至50 m时,列车表面测点压力波幅值增加11.8%,横通道长度对隧道壁面压力波幅值和微气压波影响不大。

高速磁浮列车设计速度高达600 km/h,明线交会时压力波幅值激增,容易导致列车结构疲劳损伤。作为影响高速列车明线交会气动特性的关键参数,线间距是研究重点之一。本文采用计算流体力学数值仿真方法和网格滑移技术,模拟了高速磁浮列车在线间距5.1 m、5.4 m、5.6 m的线路上明线交会时的气动特性,对比分析了高速磁浮列车表面压力分布及列车气动力/力矩的变化规律。结果表明明线交会时,列车气动升力、侧向力和倾覆力矩随着线间距的增加明显降低;列车表面测点压力最大值、最小值的绝对值以及最大压力幅值随线间距增加近似呈线性关系降低;线间距5.1 m时,高速磁浮列车表面最大压力幅值为5379 Pa,小于车体承载极限±6000 Pa,满足600 km/h交会时对气动特性的要求。