本文回顾了中国高速铁路的发展历程以及风-车-桥系统耦合作用的研究现状,指出了横向紊流风中列车气动特性研究存在的问题,论述了气动导纳的研究现状,明确了列车气动力空间分布特性研究的必要性。利用风洞试验和理论相结合的方法,基于节段模型测压试验,对CRH2列车的平均和脉动压力分布特性、平均气动力特性和抖振力空间分布特性进行了详细研究,给出了列车抖振力展向相干函数的公式,识别了列车的三维气动导纳。基于节段模型测力试验,研究了高速移动列车的平均气动力特性、抖振力谱特性及气动导纳函数。论文首先通过论述了机翼断面的二维气动导纳函数,考虑模型的展长以及三维特性对机翼气动导纳函数的影响,总结了抖振力模型及钝体断面的气动导纳函数,给出了钝体断面气动导纳函数的识别方法。通过风场被动模拟技术,在风洞中模拟了不同紊流积分尺度的紊流场,分析了模拟紊流场的紊流度、紊流积分尺度、风速谱和紊流的相关性。基于各向同性紊流理论,推导了移动点纵向风速谱,分析了移动点风速谱的特性,讨论了车速、风速、风偏角等因素对移动点风谱峰值及峰值对应频率值的影响。其次,通过节段模型风洞试验,在不同的均匀紊流场中,研究了钢桁架主梁上静止列车的压力分布特性,平均气动力特性及抖振力的空间分布特性,测试了了攻角、紊流场、列车位置及展向间距等对列车抖振力空间分布特性的影响,给出了列车抖振力展向相干函数的拟合公式。结果表明,紊流积分尺度越大,列车气动力展向相关性越好;风攻角对列车气动力相关性影响较小;列车处于背风侧时,其侧向力展向相关性最差且变化较小,但是升力和力矩跨向相关性与之相反,且未发现明显的规律;随着断面间距逐渐增大,列车气动力的展向相关性逐渐减弱。再次,利用等效气动导纳的概念,在两种不同的紊流场中识别了列车的三维气动导纳,结果表明,紊流场对其三维气动导纳有一定的影响,当紊流积分尺度越大时,得到的气动导纳相对越大。在小攻角范围内(-3°~3°),气动导纳变化相对较小,攻角对侧向力和升力气动导纳的影响主要在低频区域。列车位置对列车的侧向力气动导纳和升力气动导纳函数有较大影响。最后,基于高速移动列车风洞试验,分析了车速、风速等对列车的平均气动力特性、抖振力谱及气动导纳的影响,给出了高速移动列车的气动导纳公式。试验结果表明,移动列车的抖振力谱能量值在很大折减频率范围内分布相对均匀,静止列车抖振力谱的能量值主要分布在低频范围内。随着折减频率的增大,静止列车气动导纳逐渐减小;对于移动列车,随折减频率的增大,高速移动列车的气动导纳逐渐增大,且车速越大气动导纳值相对越大。论文在横向紊流风条件下的列车气动力特性(包括平均气动力特性和抖振力空间分布特性)的研究成果,对高速铁路桥梁的风-车-桥耦合分析和舒适度评价提供了计算参数,对进一步理解列车的气动力特性有参考意义。