我国是个多山的国家,山区的高速铁路建设规模宏大,设计或预留速度高,长大及特长隧道数量多。在高速列车不断提速的过程中,评价和减缓列车隧道气动效应已成为发展高速铁路的关键技术之一。研究高速列车隧道压力波及气动力,对于列车最高运行速度、运营能耗、隧道通过能力及稳定性等问题有着重要的意义。本文采用三维、非定常、可压缩流动的雷诺平均N-S方程和SST k-ω两方程湍流流动模型,壁面处理方法选用高y+处理,通过STAR-CCM+中的重叠网格法(overset)模拟列车与隧道、列车与列车之间的相对运动,分别通过隧道压力波实车试验和风洞试验的验证,得到了正确模拟列车外部流动合理经济的网格划分方法,验证了基于CFD软件选择的湍流模型、网格划分和三维计算方法的可靠性。本文以净空面积100m~2的高速铁路隧道与CR400BF型动车组为研究对象,研究了250km/h、350km/h、400km/h三种速度,4.6m、4.8m、5.0m三种线间距对高速列车交会隧道压力波及“头波”压力的影响,还对速度、线间距与交会气动力的关系进行了分析。主要形成了以下结论:(1)在列车交会过程中,列车车身(车厢及风挡)交会侧位置最大压力峰峰值以及“头波”压力幅值均随着线间距的减小而增大。(2)在350km/h时,各车厢中头车交会侧最大压力峰峰值最大。线间距4.8m时的头车最大压力峰峰比线间距5.0m增大3.27%,线间距4.6m时的最大压力峰峰值比线间距4.8m增大4.06%。(3)在350km/h时,各车厢的“头波”幅值相近,线间距4.8m时的“头波”幅值比线间距5.0m大6.81%左右,线间距4.6m时的“头波”幅值比线间距4.8m大8.12%左右。(4)同一速度下,线间距越小,阻力的最大值和最小值均逐渐增大,头头交会时列车受到的负侧向力(排斥力)峰值越大,头尾交会时列车受到的正侧向力(吸引力)峰值越大。整个交会过程,列车始终受到下压力,同一速度下,线间距越小,头头交会时列车受到下压力峰值越小,头尾交会时列车受到下压力峰值越大。(5)列车交会过程中,车身交会侧最大压力峰峰值以及“头波”幅值均随着速度增大而增大,且速度对压力值的影响要大于线间距的影响。(6)对不同速度、不同线间距下列车“头波”幅值、交会气动力最值均进行了公式拟合,公式表明列车“头波”幅值、交会气动力最值与速度的平方成正比,与线间距成指数关系。