当前,高速列车因载客量大、准点率高、安全性好以及绿色环保等众多优势脱颖而出成为不可或缺的交通方式之一。但随着列车速度的不断提升,由于列车所受空气阻力随列车服役速度呈二次方增长,列车的流固耦合问题日益突出且进一步抑制了列车的提速。同时,随着列车气动阻力的增加,由于其在竖直方向的分量(气动升力)也和速度的平方成正比,减少了列车车轮与钢轨间的正压力,降低列车的操作性和安全性,恶化旅客乘坐舒适度。因此,为保证列车的安全运行并达到“节能、环保、降噪”的目标,有必要对优化列车气动特性方面展开研究。为减少列车运行过程中所受的空气阻力,主要致力于列车车头几何形状流线化以及车身横截面形状流线化,但此方法需与实际工况相贴合,具有一定的局限性。目前,等离子主动流动控制技术通过输入局部能量可实现减弱或抑制流场中边界层分离和湍流转捩现象,减少目标所受的压差阻力。因此,本文对沿面介质阻挡放电等离子装置优化列车气动特性,减少列车空气阻力展开了研究。本文针对沿面介质阻挡放电装置自身放电特性的研究,搭建了等离子试验系统,从电学特性以及光学特性等多个角度分析其放电机理。为优化沿面介质阻挡放电装置改善列车气动特性的能力,本文从电极间隙与电极结构这两关键放电参数出发,探明等离子体延伸度、放电电压、电流、有功功率、温度场分布、体积力以及诱导气流速度随这两放电参数的变化趋势,以多支路并联的等效电路阐明放电结构对沿面介质阻挡放电特性的影响规律,寻找最佳放电间隙与放电结构。在对沿面介质阻挡放电装置研究的基础上,基于风洞模拟实验,分别将沿面介质阻挡放电装置应用于列车模型的头部和尾部,利用烟线流显示实验可视化列车周边气流边界层在沿面介质阻挡放电装置工作前后的变化情况,揭示了此装置在优化列车气动特性方面的作用机制,并对比研究了不同幅值的激励电压与电极结构对改善列车流动分离,减少列车空气阻力的作用效果,为以后优化列车气动特性和实现进一步提速提供了一定的指导作用。