兰新高铁是一条连接甘肃省与新疆的高速铁路,在铁路运输方面有着极其重要的意义,针对其途经的强风沙地区发生的铁路沙害,进行研究分析。本文基于CFD方法,采用数值模拟的措施对风沙流途经不同高度挡风墙的过程进行分析,研究背风侧流场情况和响应规律,进行空气动力学分析,并关注轨道积沙问题,主要内容如下:(1)在未设置挡风墙时,通过列车迎风侧和背风侧的压力云图得到,正压范围主要分布在列车迎风侧,负压范围主要分布在列车背风侧,两侧存在压差,有列车倾覆的可能性;当布设挡风墙之后,通过风速廓线图,总结得出在离路堤和挡风墙较近的位置,距离地面0～5m的范围,流场速度变化较为平缓;在挡风墙上方区域,大概高度为5m～10m范围内,风速出现先以指数规律增大,然后逐渐变平缓,稍有下降的过程;在10m高度往上,风速波动幅度很小,平缓且趋于稳定。(2)在倾覆力矩折线图,分析出挡风墙高度较低时,所受的倾覆力矩较大,挡风墙高度较高时,产生的倾覆力矩有明显的减小趋势;随着环境初始风速的增大,当列车以不同的速度运行时,列车受到的侧向力和升力都呈现增加的状态,由于列车存在压差,且随着环境风压差有所增加,倾覆力矩也有所上升。(3)通过不同高度挡风墙情况下的压力云图和流线图,可以得到,原来的正压范围由列车迎风侧由于挡风墙的阻挡保护转移至挡风墙迎风侧,列车迎风侧所受压力减小,流线变化走势大致相同;在挡风墙与列车中间和列车右侧范围,都出现了涡流现象,外部流场较为复杂。(4)在沙粒体积分数云图中,当在横向来风条件下,不同初始风速情况下,积沙过程有相似之处,大部分堆积在靠近挡风墙背风侧和路堤表面处,迎风侧积沙程度大于背风侧,在路堤表面积沙近似接近中间多,两边少的分布状态。(5)在15s的变化范围中,出现涡流的移动变化,先是向前运动,范围扩大,气流扩散,然后沙粒随之降落下来,积聚在路堤上,随着时间的推进,沙粒向右扩大,往路堤背风侧和地面上延伸更明显,在风速较大的地区,更要注意风沙害的防治。