为研究西北地区强风沙尘天气对兰新线动车组车顶受电弓绝缘子污闪特性的影响,克服恶劣环境和异地实验给研究工作带来的困难,本文采用理论计算和数值模拟相结合的方法为其设计了一套沙尘天气模拟实验系统,设计参数主要依据兰新线动车组途经强风沙尘地区风沙特点及实验需求确定。对该实验系统中轴向导流器的局部损失特性进行了数值模拟,并将其与本校闭式风洞内的实验结果进行了对比,两者吻合较好,验证了采用数值模拟方法计算该实验系统阻力特性的可行性;研究了沙尘扩散受轴向导流器轮毂后低压区的影响,确定了轴向导流器与给料管之间的距离;以保障沙尘浓度和沙尘在风管内充分扩散为前提,在对该实验系统进行理论计算的基础上,对最恶劣实验风速为110m/s时轴向导流器各开度下的实验系统阻力特性进行了数值模拟,确定了该实验系统的颗粒扩散管长,并核定了风机全压,完成了该实验系统的结构设计及设备调研与选型;对实验系统的性能进行了研究。研究结果表明:1)所设计的实验系统能够满足实验需求;2)获得了不同工况下的实验系统颗粒扩散管长和阻力特性曲线;3)轴向导流器开度为10°时,颗粒扩散管长随风速的升高先增大后减小,其最大值出现在实验风速为80m/s时。