序

高速鐵路和高速列車的發展是近年來世界運輸行業發展中最突出的亮點，有可能改變國際貨物運輸和人員流動的格局，形成與空運相似快捷、與海運一樣經濟的陸路交通運輸體系。中國的高速鐵路建設和高速列車的發展已經走在了世界的前列，高速鐵路運營里程和在建里程都達到世界第一，高速列車的生產也形成非常大的規模。

高速列車的空氣動力學問題是以前在鐵路建設和列車設計中很少關注的問題。列車運行速度超過200km/h時許多在低速運行時不明顯的氣動作用問題凸現出來，給線路、隧道、列車、路邊建筑等設施的設計帶來新的制約因素；給列車運行、隧道維護、線路壽命和路邊人員安全構成更加不利的環境條件；給相關鐵路設備的設計與運行標準的制定提出更高的要求。本書總結作者近年來的研究成果，討論了九個高速列車空氣動力學相關的問題，對每一個問題都進行了比較全面地闡述，得到許多非常有意義的結論。例如對列車交會壓力波問題，不但獲得了壓力波隨車速的變化規律，而且給出了線間距對壓力波的影響，并討論了列車頭部形狀對壓力波大小的影響。列車通過隧道和在隧道內會車會在隧道內產生極復雜的氣體壓力變化，過大的壓力波動會造成隧道支護面使用壽命降低，因此了解隧道內可能產生的極值氣體壓力是隧道設計人員所希望的。書中不但給出了隧道內可能產生的最大負壓極值計算結果，給出了可能產生極值壓力的位置區段，而且推導出了隧道臨界交會長度和單車通過隧道的最不利隧道長度的一般計算關系式，可為隧道長度設計和列車運行調度優化提供依據。在隧道口加裝緩沖結構是減輕隧道入口氣動效應的措施之一，但什么形式的緩沖結構更有效一直以來還不是十分清楚。在本書中比較仔細地討論了兩種結構形式的緩沖結構參數對隧道入口氣動效應的影響，可以為緩沖結構設計提供參考。書中還討論了列車運行時產生的氣動作用力，如兩列車交會時產生的氣動作用力，橫向風對列車的氣動作用力，列車通過時對路邊人員的氣動作用力，以及列車對聲屏障或擋風墻的氣動作用力，給出了作用力隨列車運行速度與作用距離的變化規律。這些規律的獲得對列車動力學設計、聲屏障或擋風墻結構強度設計和人員避讓距離標準的制定應該是有很大幫助的。為定量了解高速列車車內熱環境和車外聲學環境，書中還分別對高速列車內部流場問題和高速列車外部氣動噪聲問題作了較詳細的討論，論述了外部環境參數對車內環境及其熱舒適性的影響，計算分析了列車運行時可能產生的氣動噪聲的聲壓級強度、分布狀況、傳播和衰減規律。可為深入了解高速列車氣動噪聲的影響和探索降低氣動噪聲的措施提供幫助。在所獲研究結論的基礎上，作者還針對當前高速列車設計中遇到的問題提出一些合理建議，如線路附近人員避讓距離建議，環境氣候條件分區建議，空調客車車內熱舒適性評價建議，列車側窗氣動強度設計建議等。應該說本書的內容對我國高速鐵路和高速列車相關氣動設計標準的制定和推動我國高速列車空氣動力學的發展會有很大的幫助。

當然，書中內容并未涵蓋所有高速列車空氣動力學問題，有些問題的論述也不盡完美，但確是具有非常實用和參考意義的一本好書。相信本書將會為我國高速鐵路的發展起到十分重要作用。