CR450 系列高速列车的进一步提速，对弓网动态受流性能提出了更高的要 求。随着速度的提升，受电弓气动效应对弓网接触力的影响逐渐增强，本文针对 明线运行条件下几何外形改变对受电弓定常气动抬升力的影响、隧道效应对受电 弓非定常气动抬升力的影响，以及气动抬升力对弓网接触力的传递规律展开研究， 结合CFD数值模拟与弓网动力学计算，揭示了高速受电弓气动抬升力随几何外 形和运行工况的变化规律，以及气动抬升力对弓网接触力的传递关系。

针对既有单滑板受电弓在开口和闭口运行时气动抬升力不一致的问题，对改 变滑板与交叉管间距、臂杆展向直径的系列受电弓的气动抬升力进行了定常计算， 提出了以整弓开闭口抬升力接近为目标的双柱间距和臂杆直径优化方案。通过分 析作用于既有受电弓各部件气动载荷分量对气动抬升力的贡献，厘清导致开闭口 抬升力差异的关键部件的外形参数及关键气动载荷分量。基于对四种双柱间距和 六种臂杆直径的受电弓进行数值模拟，获得整弓开闭口抬升力关于前述参数的响 应规律，并确定使开闭口抬升力接近的关键部件气动外形的优化参数。对比了弓 头安装传感器前后的气动抬升力，分析了测力传感器对弓头气动抬升力的影响大 小以及相应的流场变化。

针对受电弓高速穿越隧道时气动抬升力非定常效应显著的问题，采用重叠网 格方法对列车-受电弓穿越隧道的全过程进行了数值模拟，研究气动载荷及气动 抬升力的演化规律以及气动抬升力震荡最剧烈阶段的流场机理。通过将列车进入 隧道产生的压力波传播规律与气动抬升力变化曲线对应，解释了受电弓气动载荷 和气动抬升力呈现出的四阶段涨落特性。将出隧道阶段气动抬升力峰值和谷值时 刻的流场与列车出隧道产生的膨胀波结合分析，解释了弓头与上框架在洞门出风 口附近气动抬升力剧烈震荡的流场作用机制。

针对受电弓空气动力学优化与弓网动力学优化关联性较弱的问题，采用二维 弹性链悬挂接触网模型和受电弓归算模型，基于受电弓几何外形优化前后的气动 抬升力和穿越隧道过程的气动抬升力，计算相应的弓网接触力变化规律。通过构 造不同频率成分、均值、标准差以及出隧道震荡幅值的气动抬升力，发现弓网接 触力的均值由气动抬升力定常分量主导，气动抬升力高频组分及标准差对接触力 均值和标准差的影响可忽略，隧道出口处气动抬升力的震荡对弓网接触力起到叠 加效应，需约一个跨距距离恢复稳定。

 研究成果为400 km/h及以上速度级的弓网受流稳定性设计提供了理论支撑， 对推动高速受电弓技术自主化具有重要工程价值。