为了实现列车节能降耗和提高运营速度,探索气动升力协同利用的高速列车设计原理和技术。本文结合流体力学和多体动力学对安装升力翼的列车运行中的气动特性和动力学性能进行了研究。基于定常、可压缩Navier-Stokes方程、SST k-ω湍流模型,对升力翼的外形参数、升力翼与列车的位置关系、升力翼布置等方面进行了研究,在此基础上针对带升力翼的列车动力学性能进行仿真。主要内容包括以下几个方面:（1）通过ISIGHT搭建了二维翼型多目标优化平台,利用MATLAB、CATIA、STAR CCM+等软件联合仿真,实现了翼型的参数化变形、网格自动划分、气动自动仿真、近似模型生成和多目标自动优化。最终优化得到的最优翼型,相比原始翼型,阻力减小9.6%,升力提高28.5%。将最优的翼型拉伸后布置在列车车顶,相比原始翼型,阻力减小12.4%,升力提高8.3%。（2）建立了具有单个升力翼的列车的空气动力学仿真模型,研究了升力翼距离车顶的高度、升力翼展长、升力翼迎角、升力翼与列车连接形式、以及升力翼在列车纵向不同位置对列车升力的影响。结果表明:升力翼展长和迎角对升力的影响最大,且升力翼展长和迎角越大,升力和阻力越大;升力翼距离车顶高度越大,升力和阻力越大;在保证升力翼可收纳的情况下,展长取到1.75 m、迎角为零度、距离车顶高度为300 mm时,升力翼可以提供较大的升力和较小的阻力;双圆柱连接方式既有大的升阻比又能保证结构稳定性;当升力翼布置在列车车顶不同位置时,升力翼越接近头车流线型车身,升力越大,越接近尾车流线型车身升力越小,在中间部分时,由于列车压力稳定升力变化不大。（3）建立了具有多个升力翼的列车的空气动力学仿真模型,研究了升力翼的间距,运行速度和各节车升力翼不同的迎角对升力的影响。结果表明:升力翼距离在14.5 m以内就会出现相互干扰,在距离6～13 m时前排的升力翼对后排升力翼的干扰较为稳定;以12 m的间隔将升力翼均匀布置在列车上,随着速度增加,升力翼提供的阻力、升力、点头力矩不断增加,在600 km/h时,相对于不安装升力翼的列车,升力翼列车尾车气动力变化最大,其中阻力增加了1.6 k N,升力增加了12.5 k N,点头力矩增加了50.1 k N·m;控制头车尾车的迎角可以实现各节车的升力差值在40%以内,这表明通过控制升力翼迎角改变列车升力布局可行。（4）建立了带升力翼的列车动力学模型,对带升力翼的列车进行了动力学进行仿真,研究了升力和点头力矩对列车动力学的影响。对单节车施加升力或者点头力矩的研究表明:当升力向下时动力学性能有小幅提升,升力向上时动力学性能下降,在550km/h时,施加向上的10%车体重量的升力会使得脱轨系数增大54.0%,施加向下的10%车体重量的升力会使轮重减载率减小27.2%;点头力矩越大,动力学性能越差,在550km/h时施加700 k N·m点头力矩会使横向平稳指标增加134.3%。对三节车施加升力和点头力矩的研究表明:三节车均匀布置六个升力翼时,相比不安装升力翼,带升力翼列车（单节车最大升力为车体重量的5.4%）的平稳性和安全性的指标变化很小,最大变化在10%以内,在500 km/h以内所有指标均未超标。