兰新客运专线是连接甘肃、青海、新疆等高海拔地区的最重要的高速铁路,其中新疆地区是目前世界上最严重的风沙自然灾害地区之一,这一地区常年大风,在这种环境下高速运行的列车气动性能急剧变化,加上其他因素的耦合,造成许多的列车脱轨以及停运事故。高速列车在这种高海拔、强风沙地区运营,除了克服昼夜极大温差、强紫外线照射等,其气动性能变化对列车的影响尤为重要,其中横风能极大程度改变高速列车的气动性能。因此,本文基于Fluent软件应用数值模拟方法,对比分析在有无风沙时高速列车横风作用下的气动性能,对于提升我国高速列车在风沙环境下的安全运营有重要的借鉴意义。本文首先基于兰新线运营现状,选定模拟所用高速列车为CRH2G型动车组列车,建立头车、中间车和尾车的3车编组高速列车二维简化模型、分别从横向(y-z方向)和纵向(x-z方向)设定高速列车周围流场计算域,并对计算区域进行网格划分。其次建立风沙两相流模型,使用自定义函数对横向风沙浓度进行设置、确定高速列车外流场的边界条件,并选择合适的求解算法。然后进行数值模拟,横向时,在横向净风和横向风沙工况下进行数值模拟,对不同速度横风下高速列车表面压强分布、周围速度矢量分布、阻力和升力、倾覆力矩进行对比;纵向时,对净风和风沙工况下运行的高速列车进行数值计算,对比不同运行速度时高速列车表面压强分布、周围速度矢量分布、阻力和升力、俯仰力矩。最后分析不同工况下高速列车气动性能的变化情况,达到研究横风效应的目的。通过对CRH2G型高速列车的数值模拟,计算结果表明:(1)横向时,风沙两相流与净风环境相比,流体的能量有所变化并且能量在流体的内部发生了一定的转移;较低横风风速时,风沙两相流与净风环境相比流体能量耗损,阻力和倾覆力矩均有所下降;而在较高横风风速时,风沙两相流相比于净风环境流体能量增加,阻力和倾覆力矩大幅度增大。(2)纵向时,风沙两相流与净风环境相比,流体的内部风相的动能一部分转移给了沙相使得沙相与风相速度达到一致,同时风沙两相流的流体能量增加,阻力与俯仰力矩均大幅度增加并且。(3)无论横向还是纵向两种工况下,加入沙粒形成的两相流都会导致流体能量产生增加,使得升力都在增大。(4)综合分析表明风沙两相流对高速列车横风效应的影响明显高于净风环境,使得气动作用力及力矩一定程度增大,说明横风效应对列车作用进一步加剧,因此对高速列车安全运营提出了更高要求。本论文的结果希望对抗风沙高速列车的设计提供有益的借鉴。