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特别策划
高速铁路动车组
横风空气动力学分析
12112
吴敬朴，龚增进，李红梅，宣言，许聪
（1.中国铁道科学研究院集团有限公司铁道科学技术研究发展中心，北京100081；
2.中国铁道科学研究院集团有限公司科技和信息化部，北京100081）
摘要：横风对动车组行驶安全危害极大，通过建立8辆车编组的CRH2C型动车组、高架桥
梁、高路堤空气动力学模型，根据《铁路技术管理规程（高速铁路部分）》大风限速规定，对
20、25m/s风速下高架桥梁和高路堤区段的动车组空气动力学进行仿真计算，分析不同风向角
对动车组空气动力学的影响。结果表明：风向对动车组空气动力学响应的影响大于风速对动车
组空气动力学响应的影响；随着风速增大，动车组受到的横向力、升力、点头力矩和摇头力矩
呈现增大的趋势，25m/s风速动车组200km/h运行时比20m/s风速动车组300km/h运行时，在
高架桥梁区段分别增大约1%、25%、28%、2%；在高路堤区段分别增大约16%、34%、35%、
17%。
关键词：高速铁路；CRH2C；动车组；横风；空气动力学；高架桥梁；高路堤
中图分类号：U270.11文献标识码：A文章编号：1001-683X（2021）10-0015-07
DOI：10.19549/j.issn.1001-683x.2021.10.015
能会发生恶化，列车受到的空气阻力、升力和横向力
0引言
迅速增加，列车的横向稳定性受到显著影响，严重时
高速运行的列车在遇到强横风时，空气动力学性甚至可能导致列车脱轨、倾覆及人员伤亡。根据研究，
在特大桥梁、高架桥梁、高路堤等运行路段，环境风
基金项目：中国国家铁路集团有限公司科技研究开发计划项目的作用更突出和复杂，列车脱轨、翻车的可能性大大
（P2019T001）；中国铁道科学研究院集团有限公司科
增加。为使列车安全地通过风区，避免发生列车脱轨、
技研究开发计划项目（2020YJ200）
第一作者：吴敬朴（1976—），男，副研究员。倾覆事故，国内外都开展了横风空气动力学响应以及
E-mail：wchingpoo@rails.cn相应的行车安全保障体系等研究。
CHINARAILWAY2021/10-15-
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特别策划高速铁路动车组横风空气动力学分析吴敬朴等
横风对动车组行驶安全危害极大，尤其是在特殊用下，列车在不同路堤结构形式运行时的气动性能，
地段的风环境下，如特大桥梁、高架桥梁、高路堤等分析了边坡斜率对列车气动性能和周围流场的影响，
路段，因此，研究横风环境下运行的动车组空气动力指出路堤斜率对横向力和倾覆力矩有一定影响，升力
学特性至关重要。受路堤斜率影响不明显；路堤斜率在1/4~1/2时，列车
［1］受到的气动力和倾覆力矩与斜率的倒数近似呈线性
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