对于一些特殊的风环境，如特大桥、高架桥、路堤，列车的绕流流场改变更为突出，当列车通过曲线路段时，空气横向力、升力与离心力叠加导致列车翻乍的可能性大大增加。对此，国内外学者均进行了系列研究。我国青藏、新疆铁路处于极端恶劣风环境下，常常发生突发性大风自然灾害，由于特殊的地形、地貌环境，形成了著名的约150km兰新铁路百里风区、南疆铁路前100km风区、青藏铁路900余km长距风区；沿海铁路地区常遭受台风袭击。极端恶劣风环境危及铁路运输安全，不仅导致铁路行车中断，使大量旅客滞留、货物积压，更严重的是造成车毁人亡的重大事故。因此，必须确保恶劣风环境下铁路运输安全，并尽可能畅通。为使列车安全通过风区，以保证行车安全和提高运输效率，我国学者建立了风环境下铁路安全行车研究方法，研究了大风环境下风-车-路-局域地貌环境耦合空气动力特性规律以及恶劣风环境下铁路安全行车措施等。

1风环境下铁路安全行车研究方法

目前，我国已建立了风环境下铁路行车的综合研究方法，包括：数值计算、风洞试验、在线实车试验、理论分析等。

1.1数值计算

数值计算内容主要有：列车空气动力将性数值模拟计算，车辆倾覆稳定性计算，列车临界运行速度及速度限值计算，预警与指挥系统的相关计算。

对于列车空气动力特性的数值模拟计算问题，运行列车在风环境作用下的流场数值模拟是一个非常复杂的流场计算问题，其复杂性表现在以下几方面：

（1）流场中存在湍流附面层分离、具有3种不同相对运动等问题；

（2）列车在风环境作用下运行是一个三维流场中复杂形状物体受力问题：

（3）列车是1个大的细长物体，其侧向迎风面面积较大，需要选取较大的计算区域；且外部裸露有受电弓、网线、转向架等复杂细小结构，其计算网格需要很密；

（4）风环境下桥梁、路堤、路堑对列车的干扰非常复杂；

（5）存在列车运行与风移动2种形式的运动；

（6）风向在水平面和垂向平面均不确定；

（7）风速为瞬态的，需要确定瞬态风的速度谱密度函数；

（8）对于有挡风墙的路段，各种挡风墙对列车的干扰也非常复杂；

（9）列车周围的局域地形地貌环境影响。

由于上述情况的复杂性，列车空气动力特性数值模拟计算模型需要包括列车细部外形、路况外彤（道床、桥梁、路堤、路堑等外形）、列车周围的局域地形地貌环境、列车运动、瞬态风速风向等。

对于电气化铁路，还要考虑弓网关系问题。

对于车辆倾覆稳定性计算问题，其计算模型需要考虑风环境下的空气动力与机械动力的瞬时耦合作用，同时还要考虑路况信息。我国目前已完成的计算内容有：

（1）大风环境下有、无挡风墙时的列车空气动力特性计算，包括列车周围环境流场特性、列车表面分布压力、列车空气阻力、车辆空气升力、车辆空气横向力、列车交会空气压力波；

（2）大风环境下挡风墙表面及周围空气动力特性计算；

（3）大风环境下风-车-路（路堤、大桥、挡风墙等）-局域地貌环境耦合空气动力特性计算；

（4）风特性与路况耦合的空气动力、机械动力作用下车辆倾覆稳定计算；

（5）风力风向路况（路堤、大桥、曲线、直线、挡风墙等）-列车外型与载重组合下的列车临界运行速度及速度限值计算；

（6）封闭式、半封闭式防风明洞空气动力特性计算；

（7）大风监测预警与铁路行车指挥系统成套应用软件的相关数值计算。

1.2风洞试验

风洞试验主要是为了获得大风环境下的列车空气动力特性而进行的试验。

模拟大风环境的风洞试验方法主要是将来流沿侧偏角β方向吹向列车，模拟列车运行速度、环境风风速和风向的合成作用。通过改变侧偏角β以模拟以下7种情况（通常β=0°～90°，步长一般为5°）。

情况1：列车速度、环境风速不变，改变环境风向；

情况2：列车速度、环境风向不变，改变环境风速；

情况3：环境风速、风向不变，改变列车运行速度；

情况4：列车速度不变，改变环境风风速及风向；

情况5：环境风速不变，改变列车速度及环境风向；

情况6；环境风向不变，改变环境风速及列车速度；

情况7：环境风速、风向及列车速度均发生变化。

对于固定地板的风洞试验方法，由于无法模拟列车与地板间的相对运动，因此，与真实的地面效应相比，固定地板的风洞试验结果稍有差异。

大型风洞试验在亚洲最大的航天低速风洞完成，为了满足长大形状的列车风洞试验，研制了专用地板和测力专用天平，研究了测力、测压等关键试验技术。同时，在国防科技大学截面积为1.0m×0.8m的风洞上，研制了多孔均匀吸气地板，能较均匀地控制地板附面层厚度，用于不同厚度固定地板附面层影响研究。专用试验也在国内外的其他风洞进行。

对各种客、货运列车已完成的试验内容有：列车周围流场特性、列车表面分布压力、列车空气阻力、车辆空气升力、车辆空气横向力、列车交会空气压力波、挡风墙表面及周围空气动力特性、防风明洞空气动力特性、大风环境下风-车-路（路堤、桥、挡风墙等）耦合空气动力特性等。

采用的试验模型是：列车模型由3节或3节以上车箱组成，已完成的风洞试验模型缩尺比最大为1:6。

1.3在线实车试验

实车试验是研究大风环境下安全行车问题的重要手段之一，它能真实地反映实际风环境下实际列车在实际线路上的运行情况，并为验证数值计算和模拟试验结果提供依据。

对各种客运列车、货运列车、挡风墙等，已完成的在线实车试验主要有：

（1）大风环境下列车空气动力特性试验。包括列车周围环境流场特性、列车表面分布压力、车辆空气升力、车辆空气横向力、列车交会空气压力波、风-车-路（路堤、桥、挡风墙等）-地貌环境祸合空气动力特性等试验；

（2）大风环境下挡风墙表面及周围空气动力特性试验，桥上挡风墙振动性能试验，挡风墙高度、形状，对一线、二线安全行车影响试验；