城際列車底部結(jié)構(gòu)優(yōu)化減小氣動阻力研究

林 鵬, 劉冬雪

(中車青島四方機車車輛股份有限公司, 山東 青島 266111)

0 引 言

城際列車是專門為城際鐵路提供服務(wù)的旅客列車，具有中間不停站或停站少、運輸能力大、能耗低、污染小、節(jié)省土地資源等優(yōu)點[1]。隨著我國城市化進程的日益發(fā)展，人們對快速客運和貨運需求的不斷提升，將會開通越來越多的城際鐵路[2]。列車頭部流線型化和車體表面光順化可以達到較好的減阻效果，其中表面光順化的主要措施是將車頂及車底的設(shè)備完全裝入設(shè)備艙以減小列車的壓差阻力[3-4]。然而，設(shè)備艙雖可以大幅減小壓差阻力，但同樣帶來了設(shè)備的通風(fēng)散熱問題，有些設(shè)備需要另加風(fēng)機散熱，而風(fēng)機本身不但需要消耗附加的能量，而且風(fēng)機的進出氣也會帶來附加阻力。對于高速列車速度高，減阻效果顯著，增加設(shè)備艙仍優(yōu)勢顯著，所以一般用設(shè)備艙封裝高速列車的車下設(shè)備。相對而言地鐵列車一般運行速度較低不高于80 km/h，車底設(shè)備裸露不會引起較大的氣動阻力，增加設(shè)備艙沒有顯著優(yōu)勢，因此地鐵列車較少采用設(shè)備艙封裝車下設(shè)備。城際列車的運行速度一般介于地鐵列車和高速列車之間，車下結(jié)構(gòu)對列車的影響如何研究較少。

近年來，國內(nèi)外針對列車車下復(fù)雜結(jié)構(gòu)對車輛氣動性能的影響展開了大量的研究。Schulte W等[5]進行了風(fēng)洞試驗，得出在轉(zhuǎn)向架周圍安裝整流裝置可以起到減阻的效果；Hyeok等[6]對轉(zhuǎn)向架進行了包覆，結(jié)果表明包覆越多列車氣動阻力越??；日本學(xué)者Ido等[7]2008年進行了風(fēng)洞試驗，研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)列車底部的氣流對底部外形特別敏感，底部形狀越多，車底流動越少；田紅旗等[8]通過風(fēng)洞試驗，分析了底部結(jié)構(gòu)對270 km高速動車組氣動性能的影響，得出采用底罩結(jié)構(gòu)的動車組，其氣動阻力和氣動升力的絕對值小于采用裙板結(jié)構(gòu)的動車組;楊敏[9]分析了鈍頭列車氣動阻力，得出增加車底底罩有利于列車減阻;孫健[10]等通過風(fēng)洞試驗研究了不同裙板有無側(cè)風(fēng)情況下列車的氣動阻力，得出全包裙板減阻效果最優(yōu)，無裙板效果最差,安裝裙板可有效減小轉(zhuǎn)向架周圍阻力;楊志剛等[11]分析了無裙板和在不同位置安裝裙板時列車的氣動特性，得出了安裝裙板可以有效地減小列車的氣動阻力，且在頭尾轉(zhuǎn)向架處安裝裙板的減阻效果最好;鄭循皓[12]研究了列車車底結(jié)構(gòu)對轉(zhuǎn)向架氣動特性的影響，得出不同的車底結(jié)構(gòu)使轉(zhuǎn)向架氣動阻力最大相差30%，改變車底結(jié)構(gòu)可以有效地減小轉(zhuǎn)向架的氣動阻力，進而降低整車氣動阻力;熊駿等[13]通過數(shù)值仿真計算得到安裝裙板可以有效地減小轉(zhuǎn)向架區(qū)域的氣動阻力，對第一個轉(zhuǎn)向架減阻效果最明顯，列車整車氣動性能得到改善;黃志祥等[14]通過風(fēng)洞試驗得出在轉(zhuǎn)向架安裝底部導(dǎo)流板減阻效果最好，可達3.7%;陳羽等[15]分析了4種轉(zhuǎn)向架底部導(dǎo)流板對列車氣動阻力的影響，得出直式導(dǎo)流板減阻效果最好。

由上可知，關(guān)于車底結(jié)構(gòu)減阻的相關(guān)研究大多集中在轉(zhuǎn)向架周圍區(qū)域流場的研究，針對車底懸掛設(shè)備對列車氣動性能的研究較少。裙板和設(shè)備艙雖可以有效地減小阻力，但過于封閉會造成設(shè)備散熱性差的問題。如何選取合適的列車底部結(jié)構(gòu)及布局，有進一步研究的必要。

本文以我國某城際列車為研究對象，分析列車氣動阻力分布特性，評估裙板以及設(shè)備艙對城際列車氣動阻力的影響，同時優(yōu)化了車底設(shè)備布局，分析不同布局方式對氣動阻力的影響，研究結(jié)果可為改善我國城際列車氣動特性提供理論基礎(chǔ)。

1 數(shù)值模擬方法及驗證

1.1 計算模型

城際列車計算模型采用4車編組，即：頭車+2節(jié)中間車+尾車編組模式。在不影響底部流場分布的前提下對車下設(shè)備進行一定的簡化，這些設(shè)備雖然在實際應(yīng)用中有一定的安裝要求，但是理論上均可調(diào)整位置，設(shè)備名稱和初始安裝如圖1所示。列車模型長94.3 m，寬3 m，高3.7 m，橫截面積為9.56 m2。

圖1 計算模型 Fig.1 Computational model

1.2 計算區(qū)域及邊界條件

根據(jù)歐標BS EN 14067，列車明線運行時，計算區(qū)域的大小應(yīng)保證流場充分發(fā)展。流場上游應(yīng)不小于8倍特征高度或1倍特征長度，流場下游應(yīng)不小于16倍特征高度或2倍特征長度，以避免尾渦結(jié)構(gòu)對邊界設(shè)定造成影響。這里的特征高度指列車頂面距地面的距離，H=3.7 m；特征長度指列車車長，L=94.3 m。計算區(qū)域如圖2所示，區(qū)域大小為550 m×80 m×40 m。列車車輪底面到區(qū)域地面AEHD為0.2 m，車頭鼻尖點到流域入口ABCD距離為150 m，車尾鼻尖點到流域出口EFGH距離為300 m。

流域入口ABCD為速度入口(Velocity-inlet)邊界條件，X方向速度與列車運行速度大小相等，方向相反，其他兩個方向速度為0，對應(yīng)流域出口EFGH給定壓力出口(Pressure-outlet)邊界條件，設(shè)定靜壓為0；列車表面設(shè)定為無滑移固定壁面(Wall)邊界條件；為模擬真實運行情況，地面AEHD處給定滑移地面(Moving Wall)邊界條件，其速度在X方向上列車運行速度大小相同、方向相反，其余兩個方向速度均為0。流域側(cè)面ABFE、DCGH以及頂面BCGF均給定對稱面(Symmetry)邊界條件，使沿該面法向速度梯度為0，保證流場發(fā)展的同時消除壁面邊界層對流場的影響。

圖2 列車明線運行計算區(qū)域Fig.2 Computation domain for trains operating in the open air

1.3 計算網(wǎng)格

采用Pointwise軟件對列車單車明線運行時的計算模型進行結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃分，但轉(zhuǎn)向架區(qū)域結(jié)構(gòu)復(fù)雜，單獨采用非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格。為較好地進行網(wǎng)格劃分，降低網(wǎng)格數(shù)量，列車不同位置設(shè)置不同離散尺寸。列車流線型頭部以及車下設(shè)備表面網(wǎng)格尺度為0.03 m，車身及風(fēng)擋處網(wǎng)格尺寸為0.08 m，距離列車較近的區(qū)域網(wǎng)格比較密，距離越遠網(wǎng)格越稀疏。根據(jù)經(jīng)驗，車體、車下設(shè)備的附面層均為35層。第一層網(wǎng)格厚度設(shè)置為1 mm，y+為50，由于在物面采用壁面函數(shù)，因此滿足k-ε兩方程湍流模型的計算要求。轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，采用非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格離散，離散后總網(wǎng)格數(shù)達5000萬以上。如圖3為列車明線運行時的計算網(wǎng)格示意圖。

(a) 頭車表面

(b) 轉(zhuǎn)向架表面

(c) 頭車附面層

(d) 車下設(shè)備附面層

1.4 試驗驗證

風(fēng)洞試驗在中國空氣動力研究與發(fā)展中心進行(圖4所示)，試驗段截面尺寸為8 m×6 m、長15 m，穩(wěn)定風(fēng)速范圍20～70 m/s。列車模型采用我國CRH2動車組，編組為頭車+中間車+尾車，中車前部安裝有受電弓和受電弓導(dǎo)流板，模型縮比采用1∶8。為避免風(fēng)洞壁面附面層的影響，在試驗段內(nèi)安裝列車試驗地板裝置，該地板由5塊獨立地板拼接而成，中間地板有一直徑7 m、可旋轉(zhuǎn)360°的轉(zhuǎn)盤，其它為固定部分。地板前、后緣加工成流線型，以減少對氣流的干擾，地板之間有傾斜的縫隙；各塊地板后緣下面，有一角度可調(diào)的斜板伸出下表面，通過該斜板可以產(chǎn)生低壓渦區(qū)，能夠被動地吸除附面層，以降低地板附面層的影響。數(shù)值驗證模型和風(fēng)洞模型一致，模擬了受電弓、受電弓導(dǎo)流板、地板和路基，地板和路基的邊界設(shè)置為無滑移邊界條件。CRH2動車組網(wǎng)格的生成方法，網(wǎng)格的分布均和城際動車組算例一致。

通過風(fēng)洞模型試驗得到CRH2動車組在吹風(fēng)速度為60 m/s時的阻力系數(shù)如表1所示。數(shù)值計算結(jié)果與風(fēng)洞模型試驗對比分析表明：列車阻力系數(shù)吻合較好，頭、中、尾車計算值與風(fēng)洞試驗值誤差均小于6%，整車氣動阻力相差1.9%，計算精度完全能夠滿足實際的需要。

(a) 風(fēng)洞和模型列車

(b) 受電弓模型

風(fēng)洞試驗數(shù)值計算誤差頭車0.14900.15725.50%中車0.19810.1887-4.75%尾車0.13730.1293-5.83%整車0.48440.4752-1.90%

2 城際列車氣動阻力及底部流場分布特性

2.1 城際列車氣動阻力分布特性

表2給出了列車明線運行時列車的氣動阻力系數(shù)?？梢钥闯?，列車明線運行時所受到的氣動阻力主要為壓差阻力，約占總阻力的78.49%。頭車阻力小于尾車阻力，中間車阻力小于頭車和尾車。頭、尾車壓差阻力所占比例遠大于中間車，各節(jié)車的摩擦阻力均小于壓差阻力。

表2 明線運行時列車氣動阻力系數(shù)Table 2 Drag coefficients for trains operating in open air

由圖5(a,b)轉(zhuǎn)向架氣動阻力分布可以看出轉(zhuǎn)向架氣動阻力主要為壓差阻力，約占轉(zhuǎn)向架區(qū)域總阻力的95.68%，頭車兩個轉(zhuǎn)向架氣動阻力遠大于其他轉(zhuǎn)向架。氣流較其他地方速度很大，到達轉(zhuǎn)向架前端后速度迅速減小形成高壓區(qū)。來流流過轉(zhuǎn)向架后逐漸加速，在轉(zhuǎn)向架周圍前后形成較大的壓差，所以轉(zhuǎn)向架的壓差阻力很大。轉(zhuǎn)向架阻力占整車總阻力的28.75%。由圖5(c,d)車下設(shè)備氣動阻力分布可知車下設(shè)備氣動阻力主要為壓差阻力，約占設(shè)備區(qū)域總阻力的93.94%，頭車車下設(shè)備氣動阻力遠大于其他車，原因與轉(zhuǎn)向架區(qū)域類似。頭車車下設(shè)備阻力占頭車總阻力的21.53%。頭車轉(zhuǎn)向架及設(shè)備因為受氣流直接作用，阻力較大，而后面的轉(zhuǎn)向架和設(shè)備處于前面轉(zhuǎn)向架和設(shè)備的尾流區(qū)，氣流速度減小，所以阻力遠小于頭車轉(zhuǎn)向架和設(shè)備。

圖5 列車底部部件阻力Fig.5 Drag from equipment on car bottom

轉(zhuǎn)向架及車底設(shè)備在整車阻力中占比較重，減小轉(zhuǎn)向架及車下設(shè)備的阻力是整車減阻的重要途徑。

2.2 城際列車底部流場分布特性

空氣從車頭流過的另一部分氣流流向車底，列車車底設(shè)備和轉(zhuǎn)向架外形非常復(fù)雜，會對列車的氣動性能產(chǎn)生重要的影響。如圖6列車底部壓力云圖所示，由于頭車轉(zhuǎn)向架和車下設(shè)備直面來流，后面轉(zhuǎn)向架及設(shè)備均處于前方結(jié)構(gòu)的尾流區(qū)，所以頭車底部壓力變化較其它車更為顯著。底部設(shè)備的存在會產(chǎn)生氣流渦旋，從而使列車底板壓力發(fā)生變化。

(a) 頭車

(b) 中間車

(c) 中間車2

(d) 尾車

圖7為列車車底設(shè)備壓力分布云圖，因為地面和車底架間空隙較小，空氣流速較其他地方很大，當氣流流到車下設(shè)備前端時流速迅速變小，來流被滯止從而形成高壓區(qū)。因為車下設(shè)備位于轉(zhuǎn)向架后方，受轉(zhuǎn)向架尾流的影響，車底設(shè)備壓力變化范圍明顯小于轉(zhuǎn)向架，且頭車車下設(shè)備壓力變化明顯較其它車劇烈。

(b) 中間車1車底設(shè)備

(c) 中間車2車底設(shè)備

(d) 尾車車底設(shè)備

3 城際列車底部結(jié)構(gòu)優(yōu)化氣動減阻研究

3.1 轉(zhuǎn)向架部位裙板氣動減阻研究

為研究裙板對列車流場的影響，在原列車模型的基礎(chǔ)上，保留轉(zhuǎn)向架和風(fēng)擋等細部結(jié)構(gòu)，并在列車上增加裙板，按照相同的網(wǎng)格尺度離散，分別計算以160 km/h速度運行時的列車氣動阻力。計算采用加裙板列車模型如圖8所示。

裙板主要通過阻擋進入車底區(qū)域的氣流對列車底部流場產(chǎn)生影響。圖9為無裙板和有裙板時列車底部設(shè)備表面壓力云圖，裙板的存在有效地阻止了側(cè)面來流，車下設(shè)備前方來流速度較低，主要為底部來流，設(shè)備正壓區(qū)下移且基本呈左右對稱分布，負壓減小。有裙板比無裙板時車下設(shè)備表面壓力減小。

(a) 整車模型

(b) 頭車底部模型

(a) 無裙板頭車車底設(shè)備

(b) 有裙板頭車車底設(shè)備

(c) 無裙板中間車1車底設(shè)備

(d) 有裙板中間車1車底設(shè)備

裙板會直接影響列車車底設(shè)備周圍流場的變化，為了進一步分析裙板對底部流場的影響，圖10給出了Z=0.5 m時車底設(shè)備周圍流場壓力云圖。在車底設(shè)備兩側(cè)安裝裙板可以很好地阻擋列車兩側(cè)的氣流進入設(shè)備區(qū)域，設(shè)備前方正壓區(qū)減弱，兩側(cè)和后方負壓區(qū)也減弱，最前端設(shè)備減弱效果最明顯，裙板對頭車的影響比對中間車的影響大。

(a) 無裙板-頭車

(b) 有裙板-頭車

(c) 無裙板-中間車2

(d) 有裙板-中間車2

為了研究裙板對列車車身表面壓力的影響，圖11給出了列車車身表面壓力系數(shù)變化。圖11(a)為沿列車Y方向?qū)ΨQ截面，取列車上部頭車鼻尖點至尾車鼻尖點的壓力值。從圖中可以看出，有無裙板時列車沿Y對稱軸方向壓力系數(shù)變化趨勢一致，最大值均出現(xiàn)在鼻尖點，無裙板最大壓力為1212 Pa，有裙板最大壓力為1211.967 Pa，裙板對列車頂部壓力的影響可以忽略不計。圖11(b)為Y=0 m時車底表面壓力系數(shù)，從圖中可知，裙板對頭車轉(zhuǎn)向架和車底設(shè)備壓力波動有明顯的改善，對其它轉(zhuǎn)向架及設(shè)備影響不大。圖11(c)為在X=-22 m處列車表面壓力變化情況?？梢钥闯鰞煞N模型均處于負壓區(qū)，有裙板時Y負方向車身壓力絕對值大于無裙板時，正方向壓力曲線重合，裙板改善了原模型表面壓力左右不對稱的問題，避免出現(xiàn)列車運行過程中左右受力不均的現(xiàn)象。圖11(d)為Z=1 m、Y為負時，頭車鼻尖點至尾車鼻尖點的壓力變化。無裙板比有裙板時車身壓力波動更劇烈。

(a) Y=0 m時車頂表面壓力系數(shù)

(b) Y=0 m時車底表面壓力系數(shù)

(c) X=-22 m時車身表面壓力系數(shù)

(d) Z=1 m時車身表面壓力系數(shù)

圖12為安裝裙板的情況下，列車各部位氣動阻力系數(shù)。將有無裙板情況下，列車各部位阻力系數(shù)相互對比可以看到，裙板的存在對頭車、尾車阻力影響較大，主要減小了列車的壓差阻力，頭車壓差阻力減小了9.3%，尾車減小了11%。有裙板時各節(jié)車摩擦阻力均略有增加，增加范圍在1.9%～4.5%范圍內(nèi)。有裙板比無裙板時整車阻力下降了7.48%。列車阻力仍滿足尾車>頭車>中車的關(guān)系。

(a) 阻力分布

(b) 各節(jié)車阻力系數(shù)變化

圖13(a)給出了有、無裙板時，列車底部轉(zhuǎn)向架和撤下設(shè)備氣動阻力分布特性。從中可以看出：安裝裙板對頭車第一個轉(zhuǎn)向架和尾車轉(zhuǎn)向架影響不大，主要影響頭車第二個轉(zhuǎn)向架和中間車的轉(zhuǎn)向架，安裝裙板后明顯小于無裙板時；安裝裙板對頭車車下設(shè)備影響較大，對中間車和尾車影響不大，頭車車下設(shè)備阻力降幅達25.62%。

(a) 列車底部轉(zhuǎn)向架

(b) 列車車下設(shè)備

3.2 車下設(shè)備安裝布局優(yōu)化氣動減阻研究

安裝裙板雖然可以改善列車的阻力特性，但同時也會影響底部設(shè)備散熱，因此本節(jié)在不安裝裙板的情況下，研究車下設(shè)備不同布局方式對列車流場的影響。以城際列車原型為基礎(chǔ)，保留轉(zhuǎn)向架和風(fēng)擋等細部結(jié)構(gòu)，優(yōu)化底部設(shè)備布局，按照相同的網(wǎng)格尺度離散，計算其以160 km/h速度運行時的氣動特性，比較不同布局方式列車底部流場和氣動阻力的影響。本文設(shè)計了幾種車下設(shè)備布局方式，對比分析列車模型在明線運行時的阻力特性，并與原模型布局方式進行對比，研究車下設(shè)備布局方式對列車氣動阻力的影響。

3.2.1 頭、尾車車下設(shè)備安裝布局優(yōu)化減阻研究

由于頭、尾車車下設(shè)備較中間車較為復(fù)雜，因此首先開展頭、尾車車下設(shè)備布局優(yōu)化研究，以原模型車下設(shè)備布局方案為布局1，圖16為兩種不同設(shè)備布局方式的俯視圖。

車下設(shè)備不同布局方式對列車底部流場的影響較大，圖15-圖17給出了不同布局列車底部設(shè)備表面壓力云圖。從圖中可以看到橫截面積大的部件可以削弱來流對后面設(shè)備的影響。由于頭車底部氣流速度最大，車下設(shè)備布局方式對頭車設(shè)備影響較大，而隨著來流沿列車底部流經(jīng)多個設(shè)備，流速逐漸降低且流場更為紊亂，因此設(shè)備布局對尾車阻力影響較小。

(a) 布局2

(b) 布局3

(a) 頭車

(b) 尾車

(a) 頭車

(b) 尾車

圖18-圖20給出了Z=0.5 m時不同布局列車底部設(shè)備周圍壓力云圖，可以看到橫截面積大的部件可以阻擋來流對后面設(shè)備的影響，車下設(shè)備布局方式對頭車設(shè)備影響較大，對尾車設(shè)備影響較小幾乎可以忽略。設(shè)備迎風(fēng)面形成高壓區(qū)，背風(fēng)面形成較小的負壓。布局2前方部件橫截面積較大足以阻擋來流，但后方出現(xiàn)較大的正壓區(qū)，對整個底部流場不利，會給后部轉(zhuǎn)向架帶來較大的正壓。

(a) 頭車

(b) 尾車

(a) 頭車

(b) 尾車

(a) 頭車

(b) 尾車

(a) 頭車

(b) 尾車

表3 給出了不同底部設(shè)備布局列車的氣動阻力系數(shù)，與原模型布局方式相比，布局2和布局3總阻力系數(shù)分別減小約1.45%和4.61%。

表3 不同頭、尾車車下設(shè)備布局列車氣動阻力系數(shù)Table 3 Aerodynamic drag under different equiment layout on front and rear car bottom

圖21為不同車下設(shè)備布局下列車底部部件氣動阻力系數(shù)對比圖，當改變頭、尾車車下設(shè)備布局對頭車第一個轉(zhuǎn)向架和中間車轉(zhuǎn)向架影響不大，主要影響頭車第二個轉(zhuǎn)向架和尾車后端轉(zhuǎn)向架，優(yōu)化車下布局后頭車第二端位轉(zhuǎn)向架氣動阻力系數(shù)明顯小于原模型布局方案，且布局方案2最小。改變頭、尾車車下布局對中車車下設(shè)備氣動阻力影響不大，布局2和3的頭、尾車車下設(shè)備氣動阻力略大于原模型布局方案，兩優(yōu)化方案相比，布局2頭車車下設(shè)備氣動阻力系數(shù)小于布局3，尾車則略大于方案3。綜合比較車下設(shè)備氣動阻力，兩種布局較原模型布局均有減小，且布局2優(yōu)于布局3。

(a) 列車底部轉(zhuǎn)向架

(b) 列車底部設(shè)備

3.2.2 中車車下設(shè)備安裝布局優(yōu)化減阻研究

中間車底部設(shè)備較頭尾車簡單，根據(jù)上節(jié)頭、尾車設(shè)備布局對阻力影響的分析，本節(jié)針對中車設(shè)備設(shè)計了一種布局A，如圖22所示。頭、尾車設(shè)備均采用較優(yōu)的布局3方式進行排列。

表4給出了中間車不同布局列車的氣動阻力系數(shù)，與頭、尾布局3+中車原始布局相比，中車布局A各節(jié)車阻力系數(shù)減小-1.44%、6.88%、-1.66%、2.13%。整車氣動阻力減小1.13%。分析表4可知改變中間車設(shè)備布局方式會對列車的氣動阻力產(chǎn)生影響，對頭車影響較小，對中間車和尾車影響較大。綜上可知，最優(yōu)布局為頭、尾車車底設(shè)備布局3加中車車底設(shè)備布局A，和原模型相比整車氣動阻力減小了5.69%。

(a) 原模型布局

(b) 布局A

列車部位頭、尾布局3+中車原始布局頭、尾布局3+中車布局A頭車0.24140.2449中間車10.09590.0893中間車20.08420.0856尾車0.30940.3028整車0.73090.7226

4 結(jié) 論

綜上所述，針對本文所選擇的城際列車，有如下結(jié)論：

1) 轉(zhuǎn)向架及設(shè)備在整車阻力中占比較重，減小轉(zhuǎn)向架及車下設(shè)備的阻力是整車減阻的重要途徑，轉(zhuǎn)向架和車下設(shè)備對底部車身有較大的影響，對車身上部幾乎沒影響，針對列車底部流場結(jié)構(gòu)開展研究與優(yōu)化，對指導(dǎo)氣動減阻設(shè)計具有重要的意義。

2) 安裝半包式裙板對頭車、尾車阻力影響較大，主要減小了列車的壓差阻力，有裙板比無裙板時整車阻力下降了7.48%。

3) 改變頭、尾車底部設(shè)備的布局方式對列車氣動性能有所改善，與原布局方式相比，布局2和布局3整車阻力系數(shù)分別減小1.45%和4.61%。由此可知，橫截面大的設(shè)備分布在列車兩端效果最好，將部分設(shè)備旋轉(zhuǎn)90°置于橫截面大的設(shè)備后方的負壓區(qū)，會增加列車的氣動阻力，不利于改善底部流場。

4) 改變車中間車底部設(shè)備對對頭車影響較小，對中間車和尾車影響較大。與頭、為車布局3+中間車原始布局相比，頭、尾車布局3+中間車布局(a)整車氣動阻力減小1.13%。

5) 綜合頭、中、尾車底部結(jié)構(gòu)最優(yōu)布局，可實現(xiàn)整車氣動阻力減小5.69%。