2024年12月29日，CR450动车组样车在北京发布，标志着我国研发新一代时速400km/h的动车组工程获得重大突破。
中国科学院力学研究所参与CR450动车组样车的研发工作，特别是在气动定型、大风运行安全和噪声环境友好设计方面提供了有效支撑。
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节能减阻 提高效率
随着列车速度的提升，气动性能的改善对于减少能耗至关重要。在300km/h速度下，气动阻力占总体阻力的75%以上，且随着速度的增加，列车功率主要用于克服气动阻力。CR450动车组需要在现有复兴号基础上气动减阻21%-25%。
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▲ CR450动车组样车动模型试验
中国科学院力学研究所利用自主研发的高速列车双向动模型试验平台，完成了7个CR450高速列车头型空气动力学性能的测试评估工作，为CR450车型定型提供了量化支撑。
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抗风防倾 安全稳定
环境风是影响高速列车进一步提速的关键因素，严重影响着列车的运行安全性。CR450高速列车由于轻量化设计目标，对其侧风抗倾覆能力的要求更高。
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▲ 大风环境CR450动车组背风侧旋涡演化
中国科学院力学研究所结合空气动力学与车辆动力学理论，对350km/h-450km/h速度范围内的高速列车运行安全性进行了系统研究，配合提出了高速列车大风环境下的评判指标体系，并制定了风速风向联合阈值及大风限速运行方案。
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构建模型 预测噪声
此外，随着速度提升，噪声问题也日益凸显。中国科学院力学研究所建立了轮轨/气动噪声仿真模型，对主要线路噪声源进行了量化排序，并建立了车外多源噪声预测模型，为动车组噪声设计和铁路环境噪声预测提供了理论依据。
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▲ 不同区域声源随速度变化的定量比较
这些研究成果不仅提升了CR450动车组的性能，也为我国高铁技术的未来发展奠定了坚实的基础。
来源：中国科学院力学研究所
责任编辑：刘映含