序

高速铁路和高速列车的发展是近年来世界运输行业发展中最突出的亮点，有可能改变国际货物运输和人员流动的格局，形成与空运相似快捷、与海运一样经济的陆路交通运输体系。中国的高速铁路建设和高速列车的发展已经走在了世界的前列，高速铁路运营里程和在建里程都达到世界第一，高速列车的生产也形成非常大的规模。

高速列车的空气动力学问题是以前在铁路建设和列车设计中很少关注的问题。列车运行速度超过200km/h时许多在低速运行时不明显的气动作用问题凸现出来，给线路、隧道、列车、路边建筑等设施的设计带来新的制约因素；给列车运行、隧道维护、线路寿命和路边人员安全构成更加不利的环境条件；给相关铁路设备的设计与运行标准的制定提出更高的要求。本书总结作者近年来的研究成果，讨论了九个高速列车空气动力学相关的问题，对每一个问题都进行了比较全面地阐述，得到许多非常有意义的结论。例如对列车交会压力波问题，不但获得了压力波随车速的变化规律，而且给出了线间距对压力波的影响，并讨论了列车头部形状对压力波大小的影响。列车通过隧道和在隧道内会车会在隧道内产生极复杂的气体压力变化，过大的压力波动会造成隧道支护面使用寿命降低，因此了解隧道内可能产生的极值气体压力是隧道设计人员所希望的。书中不但给出了隧道内可能产生的最大负压极值计算结果，给出了可能产生极值压力的位置区段，而且推导出了隧道临界交会长度和单车通过隧道的最不利隧道长度的一般计算关系式，可为隧道长度设计和列车运行调度优化提供依据。在隧道口加装缓冲结构是减轻隧道入口气动效应的措施之一，但什么形式的缓冲结构更有效一直以来还不是十分清楚。在本书中比较仔细地讨论了两种结构形式的缓冲结构参数对隧道入口气动效应的影响，可以为缓冲结构设计提供参考。书中还讨论了列车运行时产生的气动作用力，如两列车交会时产生的气动作用力，横向风对列车的气动作用力，列车通过时对路边人员的气动作用力，以及列车对声屏障或挡风墙的气动作用力，给出了作用力随列车运行速度与作用距离的变化规律。这些规律的获得对列车动力学设计、声屏障或挡风墙结构强度设计和人员避让距离标准的制定应该是有很大帮助的。为定量了解高速列车车内热环境和车外声学环境，书中还分别对高速列车内部流场问题和高速列车外部气动噪声问题作了较详细的讨论，论述了外部环境参数对车内环境及其热舒适性的影响，计算分析了列车运行时可能产生的气动噪声的声压级强度、分布状况、传播和衰减规律。可为深入了解高速列车气动噪声的影响和探索降低气动噪声的措施提供帮助。在所获研究结论的基础上，作者还针对当前高速列车设计中遇到的问题提出一些合理建议，如线路附近人员避让距离建议，环境气候条件分区建议，空调客车车内热舒适性评价建议，列车侧窗气动强度设计建议等。应该说本书的内容对我国高速铁路和高速列车相关气动设计标准的制定和推动我国高速列车空气动力学的发展会有很大的帮助。

当然，书中内容并未涵盖所有高速列车空气动力学问题，有些问题的论述也不尽完美，但确是具有非常实用和参考意义的一本好书。相信本书将会为我国高速铁路的发展起到十分重要作用。