高速列车受到的气动阻力占总阻力的百分比随着列车速度的增加而增加。当时速达到300km/h时,气动阻力的占比达到85%。因此,减小高速列车行驶时受到的气动阻力,对节能降耗,以及列车提速,有着重要意义。本文通过数值方法,基于时速250km/h(70m/s)的高速列车模型,对微结构表面的气动减阻特性进行了研究。本文主要工作如下:1)通过数值方法,得到光滑平板面壁面摩擦阻力系数数值解,与经验公式计算值进行对比,从而验证微结构表面减阻性能研究及优选时计算域尺寸、边界条件、湍流模型、壁面处理方式的合理性,以确保在进行微结构表面减阻性能研究及优选时数值计算结果的准确度。2)基于沟槽型微结构表面的减阻机理,设计了V型、矩形、U型三种形状的微结构表面,通过数值仿真计算,对多组几何参数不同的三种微结构表面的减阻效率进行求解,并通过减阻效率,对多组微结构表面几何参数进行了优选,得到减阻效率最优的微结构表面。根据减阻效率变化规律,分析了几何参数对减阻效率的影响。根据微结构表面壁面切应力分布、近壁区域速度分布规律,对微结构表面的减阻机理进行了分析。3)提出了借助简化模型研究微结构表面应用于高速列车模型带来减阻收益的方法。依照列车模型尺寸设计简化模型,验证了简化模型与列车模型的相似性,并通过数值方法,求解了最优的微结构表面运用与简化模型带来的减阻收益,从而反映该微结构表面在列车模型上应用带来的减阻收益。最后,对微结构表面尺寸进行调整,通过相同的方法对该微结构表面的减阻效率进行求解,得到微结构表面应用于较长模型时,需要适当调整几何参数来提高减阻效率的结论。