近年来很多国家相继修建了高速铁路,且列车速度迅速提高并趋于轻量化,加大了列车在恶劣天气如强降雨、强侧风下的不稳定性及危险性。而目前的研究大多只关注强侧风下高速列车的气动特性及稳定性,很少研究风雨下高速列车的运行特性。因此研究风雨下高速列车运行的气动特性及稳定性极为迫切和必要,意义重大。本文采用欧拉双流体模型模拟不同降雨量及侧风下风雨绕高速列车的流场获得气动力、倾覆力矩、流场信息及压力分布,并与无降雨下的情况做比较。模拟方法中把雨滴相作为拟流体,引入体积分数,用欧拉控制方程同时控制风雨两相;同时对空气相加上修正的RNGκ-ε模型作为封闭方程模拟其湍流效应;对于雨滴相,只计算最概然直径的雨滴,基于Tchen理论,其脉动特性由空气相的平均特征、雨滴松弛时间和涡-粒子相互作用时间比率决定;计算方程中加入了风雨两相流的相互作用。此外,计算中做了两个假设,即垂直于重力的方向,空气相和雨滴相受力平衡。而在重力方向上,雨滴所受的空气阻力和重力平衡。主要技术包括利用SOLIDWORKS软件建立高速列车模型、用ICEM软件生成六面体网格并导入数值计算软件FLUENT中设置边界条件、初始条件及求解方案,同时在FLUENT中加入UDF代码表示风雨两相的相互作用,然后用FLUENT计算求解,最后用后处理软件TECPLOT和ENSIGHT进行数据后处理。　　研究结果包括三部分。第一部分集中围绕气动力及倾覆力矩。研究表明,雨对高速列车的影响主要体现在列车气动性能的损耗和运行稳定性的降低,即气动力和倾覆力矩的增加。结果表明:一定降雨量下,阻力系数随着横摆角的增大出现先增长后下降的趋势;侧向力系数和倾覆力矩系数随着横摆角的增加线性递增;升力系数也是随着横摆角的增加而增加的,但是增长趋势是非线性的。一定横摆角下,阻力系数、侧向力系数及倾覆力矩系数随着降雨强度的增加而增加,而升力系数与降雨强度之间没有统一的变换关系。此外,本文还给出了气动力及倾覆力矩的定量信息:与有侧风无雨的情况相比,在横摆角为35.76°(侧风为60m/s)、降雨强度为1000mm/h时,由于雨的作用使列车所受阻力升高,阻力百分比增量达到了38.6％。如此高的阻力增量会大大增加高速列车的损耗。对所有模拟的降雨强度,即降雨强度为250mm/h～1000mm/h,倾覆力矩百分比增量为1.8％～10.0％。这表明,在风雨共同作用下,相比只有侧风的作用,雨滴会进一步减小高速列车的稳定性。　　第二部分研究风雨作用下围绕高速列车的流场:在列车背风面的顶部和底部都有明显的分离线,且分离线从车头一直延伸到车尾;列车迎风面中下位置及背风面的中部都有明显的附着线,且附着线从列车鼻尖一直延伸到车尾;涡核线主要分布在列车背风侧及尾部。侧风一定时,列车表面流模式、列车表面分离线和附着线、空气相的涡结构随降雨强度的变化不大;而降雨强度越小,雨相的流场结构越接近于风相,尤其在背风侧的流场结构很明显。降雨强度一定时,随着侧风速度的加大,车体表面的流线由平行于车的轴线方向逐渐散开并趋于垂直车的轴线方向发展;分离线和附着线及涡核线产生处离车头越近;涡核线远离车体,朝着背风侧发展;雨相的流场结构受风相马蹄涡的影响越大,越接近于风相。　　第三部分研究风雨作用下高速列车的压力分布。结果表明,侧风一定时,在车头附近,降雨量越大,列车背风侧的负压绝对值越大而底部负压越绝对值越小;降雨对车体压力影响较大的区域为列车背风面、底部和顶部,即降雨量越大,列车背风侧的负压绝对值越大而底部和顶部负压绝对值越小。降雨量一定时,风速越大,列车迎风侧的压力由负压逐渐转为正压,高压范围逐渐扩大且高压值也增大,而列车背风侧负压范围逐渐扩大且负压绝对值也增大;列车顶部和底部的负压范围和负压绝对值都随着侧风速度的加大而加大,但总体而言,列车受正升力且升力随侧风速度的增大而增大。