up注：为何要在转向架区域加装裙板？

CR450动车组项目定位于“新一代更高速度、更加安全、更加环保、更加节能、更加智能、更加自主、更可持续、系统更优的‘复兴号’动车组新产品”，在研制之初即设定了装机总功率10800kW（up注：与CRH380D相当，略高于CR400BF），400km/h满载平直道工况下能耗不大于22kWh/km（up注：略低于CR400BF在350km/h下能耗）的顶层技术指标。为满足未来运用情景下严苛的节能（减阻、降噪）要求，进行车身平顺化试验在前期技术指标确定阶段是十分必要的。

近年来中外不少空气动力学研究都认为转向架区域的气动优化对减小整车阻力有较大作用，以下是部分研究成果摘要：

“转向架是列车底部的重要结构，但是高速列车的转向架结构较为复杂，运行时转向架区域会产生复杂的涡流，对列车的气动性能有很大影响，尤其是侧风作用下转向架对列车周围流场更有着不容忽视的影响，因此，开展转向架区域的减阻优化有重要意义。

“杨志刚等对比分析了转向架区域加装裙板与否对列车气动阻力的影响，研究结果表明头车一位端转向架区域的气动阻力最大，向尾车方向转向架区域阻力递减，但是尾车车头的转向架阻力 又有所增大，各转向架加装裙板后可明显降低列车 的气动阻力，且头尾车车头转向架加装裙板后气动阻力的减小量约占总减小量的50%；

“郑循皓等通过对有/无横风2种运行工况下的高速列车进行数值模拟，发现无横风环境下转向架区域气动阻力占列车总气动阻力的23%，有横风环境下列车气动阻力急剧增大，主要是转向架区域阻力增大导致的，此时转向架区域气动阻力占列车总气动阻力的55%，改进裙板及加装导流罩后……运行条件下转向架区域的气动阻力均有所改善，整车气动阻力也随之减小；

“Zhang等对转向架区域的隔墙倾角进行研究，对比了不同倾角隔墙布置方式对列车气动性能的影响，研究结果表明隔墙倾角对周围流场的影响较大，由此引起的气动阻力差别也较大，其中减阻效果最好的方案使3节编组的高速列车整车气动阻力减小了2.92%；（up注：Zhang即中南大学交通运输工程学院张洁副教授。此处引用正确性存疑，张的原文将1）无裙板、2）无裙板且去掉转向架、3）有流线型裙板、4）有带倾角的裙板四种三编组列车模型做仿真分析，结果模型3和4的气动阻力分别较1下降高达38.2%和30.3%。）

“游守庆等对高速列车转向架进行了数值模拟，发现转向架的气动阻力主要由枕梁、轮对、构架和动车转向架电机、变速器等部件的阻力组成，转向架在中间车一位端比二位端气动阻力大3~4倍，同一位置上动车转向架比拖车转向架气动阻力大，转向架横梁之间及中间车转向架后轮对有较多漩涡……

“转向架区域的气动优化研究结果表明：该区域的气动阻力中压差阻力占比较大，横风状态下转向架区域的气动阻力比无横风环境大；转向架区域的减阻措施主要是加装裙板和导流罩，头车一位端的转向架气动阻力最大，加装裙板后气动阻力的减小量约占总减小量的50%；对转向架舱隔墙倾角进行优化也有较好的减阻效果。”

——李田，戴志远，刘加利等，《中国高速列车气动减阻优化综述》，《交通运输工程学报》第21卷第1期，2022年2月

此外，日、德等国也在转向架包覆减阻方面做了大量有益研究，不少试验车、量产车已投入使用或即将投入使用。

图1、2 西门子下一代360km/h级高速列车Velaro Novo的转向架区域包覆。可以看出不仅加装了侧面裙板（带凸出），并且下方区域也近乎完全包覆。西门子官方宣称，转向架区域的气动优化使得Velaro Novo较比前代Velaro降低了15%的气动阻力。（图源：西门子运输官网）

但转向架包覆并非全无缺点。有研究表明，安装裙板后的列车在强侧风工况下所受侧向力有所增大，进而招致更大的侧翻力矩，安全性下降。此外，对于需要定期检修的走行部来说，频繁拆卸包覆裙板也给检修人员带来不小困难（up注：CR450项目目前正在进行转向架型号比选，量产车有一定概率使用内支承转向架+永磁同步电机+多片式机械制动的组合，因此也有望实现整个转向架系统在全寿命周期内延长维护周期甚至免维护）。

部分参考资料来源：

【1】李田，戴志远，刘加利等，《中国高速列车气动减阻优化综述》，《交通运输工程学报》【J】，（2022）第21卷第1期

【2】张洁，ADAMU Abdulmalik，苏新超等，《转向架区域简化对高速列车气动性能的影响》【J】，《中南大学学报》，（2022）第29期

【3】杨志刚，高喆，陈羽等，《裙板安装对高速列车气动性能影响的数值分析》【J】，《计算机辅助工程》，（2010）第19卷第3期

【4】《Velaro Novo: Interview With Expert Martin Krause on the Subject of Aerodynamics》【Z/OL]】，（2019/01/07）【2022/10/15】。https://www.mobility.siemens.com/global/en/portfolio/rail/rolling-stock/high-speed-and-intercity-trains/velaro-novo/experts-interviews.html#InterviewwithMartinKrause

【5】王锋 《打造性能更优新一代CR450高速动车组 助推中国高铁事业“十四五”更大发展》【J】，《城市轨道交通研究》，（2022）25（02）