随着经济社会的迅速发展,不同区域的交流合作和人口流动变得更加频繁,人们对出行速度和效率提出了更高的要求。然而在地表环境中,受稠密大气环境影响,一般交通工具的运行速度难以逾越400km/h,所以一种高速度、低能耗、安全环保的真空管道运输系统应运而生。真空管道车辆因其在狭窄的管道内高速运行,车辆头部会积聚大量淤塞空气,导致气动阻力增加,所以需要对真空管道车辆的气动特性进行分析研究。为避免空气淤塞在车辆头部,造成气动阻力和能耗增加,产生Kantrowitz极限现象,参照附面层抽吸低能流体原理,在车辆头部设置抽吸系统,通过主动抽吸的方法转移头部淤塞空气,从而达到减阻提速的目的。首先,本文建立了低压环境下真空管道交通系统分析计算的数值模型,研究真空管道车辆在不同管道压力和不同运行速度下的气动特性,研究发现,气动阻力与管道压力成正比,与运行速度的二次方成线性关系。然后在车辆头部设置抽吸系统,为达到最佳的抽吸减阻效果,以车辆高速运行时受到的气动阻力和头尾部压差作为主要评价指标,对抽吸系统的抽吸速率、抽吸部位和抽吸口大小进行研究。发现管道压力越大,运行速度越快,达到最佳减阻效果时的抽吸速率就越大;将抽吸口设置在头部压力最大区,可及时有效地抽吸阻塞空气,减阻效果最明显;抽吸口并不是越大越好,过大的抽吸口会改变车头的流线型,扰乱头部气流流动,从而不能进一步降低气动阻力。合理选取抽吸系统参数后,取得了30%左右的减阻效果。为了验证参数选取的准确性,在三维模型中进行了验证分析,同样得到了不低于30%的减阻效果,说明设置抽吸系统,转移头部淤塞空气是一种行之有效的减阻方式。在减阻提速的同时降低运行能耗才具有更大的应用价值,所以最后对抽吸系统在不同压力、不同速度和不同工况下的能耗进行分析。发现在最佳抽吸量下,抽吸系统降低能耗的效果最好;压强相同时,速度越快,抽吸系统降低能耗的效果就越好;速度相同时,压力越大,抽吸系统降低能耗的效果也越好;在达到临界经济速度以上的工况中,开启抽吸系统才具有降低运行能耗的效果。本文主要探讨了真空管道车辆高速运行时受到的气动阻力与管道压力和运行速度之间的关系。在车辆头部设置抽吸系统后,对抽吸系统的减阻效果、减阻机理和能耗进行分析,得到了有效的减阻提速效果和较低的运行能耗,说明抽吸系统在减阻方面具有十分重要的意义,可为未来真空管道交通系统减阻提速的研究提供一定的参考。