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摘要
目的：研究列车流线型区域各设计变量对头尾车气动性能的影响。提出一种新型的优化方案，使得列车头车阻力、尾车阻力和尾车升力都比传统优化方案小。创新点：1.结合代理模型法，研究列车头尾车外形优化方向不一致的原因；2.提出新的优化方案，使列车气动性能更优异。方法：1.构建代理模型，结合帕累托解集的分布，确定对头尾车气动性能影响较大的设计变量；2.合理安排对照组，从机理的角度研究各设计变量对头尾车气动力的具体影响；3.提出新的列车外形优化方案，并与传统优化方案做比较。结论：列车流线型区域的几何特征对头尾车气动性能的影响不同。若未来列车能依据自身运行状态主动调整到最佳外形，则列车气动性能仍有较大提升空间。鼻尖宽度对头车的阻力影响很大，较宽的鼻尖可降低头车的阻力。但是，随着鼻尖宽度增加，尾车的阻力和升力均先减小随后急剧增大。这导致降低头尾车阻力的优化方向不一致。然而，降低尾车阻力和降低尾车升力这两个目标在优化过程中具有较大的一致性。减小驾驶室车窗的曲率，减小流线型区域下部横向控制线的曲率，适当减小鼻尖宽度，都有助于降低尾车的阻力和升力。增加鼻端连接处的垂向高度也可以显著降低尾车的升力。
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单位牵引动力国家重点实验室; 西南交通大学
