随着社会的发展,对交通运输工具的安全、高速、及运载力的要求日益增加。高速铁路是供乘客使用的轨道交通,其运行速度比普通速度的铁路交通有着显著的提高。在安全运行的条件下,其速度可达400-450km/h。然而,横风、大雨等自然现象会对高速列车的安全行驶起到负面影响。本文旨在通过研究现代化高速运载工具,从而对经济、环境及技术的可行性的研究提供依据。高速列车的空气动力学特性不仅与其运行效益紧密相关,还与安全性,以及在极端天气条件和其他外部因素下的运行性能密切相关。一些学者研究了横风和大雨对高速列车气动力的影响,但仍然需要进一步的深入研究。本研究的目的在于：1)分析安全行驶的速度范围及其特性；2)研究大雨对高速列车的影响,加深对这项对安全至关重要的因素的认识；3)分析表面压强分布及其对几何设计和运行性能的影响；4)对数值模拟结果进行分析,并与其他研究者在相关研究中提及的概念与理论框架进行验证。在此背景下,现有的知识与研究为进一步的研究提供了基础与依据。本文涉及空气动力学、流体力学、流体动力学、数值分析、计算流体动力学和多相流分析的理论与计算,列车车身绕流考虑了横向风的作用和雨的作用。采用多相流混合模型理论、realizable k-∈湍流模型、多面体网格和标准壁面函数对各项参数进行分析。使用高端台式电脑客户端,数值模拟计算软件使用ANSYS WORKBENCH-FLUENT,结构设计使用整合了Autodesk Inventor与Nx7.5的标准CAD平台。本研究使用了三组不同大小的网格,其单元数量分别为：1824488；2285764；和3555243。这三个有限元组的选择是根据计算和时间的限制确定的。列车的性能一部分是由它的结构决定的,还有很重要的一部分是由外部条件决定的,例如横风和雨。在研究横风影响时,选取以下速度：24m/s,20m/s,16m/s,10m/s,4m/s。参照邵雪明等人的相关研究,降雨量取60mm/h,每滴雨速度5m/s。考虑到网格设计理论与模型,使用y+壁面函数,在列车模型的重要部分,如车头和车尾,y+取30-60；考虑到计算能力的限制,列车其他部分y+选取120-200。通过研究,本文得到以下结论：●由于数值模拟的计算时间与计算条件有限,圆柱形计算域与多面体网格对本文的数值模拟最为合适。·最大压强和最小压强分别分布在车头和车尾。·阻力、升力、侧向力、滚动力矩和偏航力矩在横风和大雨的环境下显著增大。·高速列车系统在大雨条件下运行是不安全的,其出轨和倾覆的可能性很高。●在使用CFD进行数值模拟计算时,为避免结果失真,例如出现回流和残差过大,计算区域的大小、松弛因子、以及离散方法的选择至关重要。