高速列车驶入隧道过程中,车前产生初始压缩波传播至隧道出口端,并向外辐射形成微气压波,对隧道内、外环境和附近居民生活产生严重影响。列车通过隧道过程中形成隧道压力波,传入车内,会影响乘客的乘坐舒适性。因此,研究减缓高铁隧道气动问题具有现实意义和实用价值。隧道入口处加设阶梯型缓冲结构,可以有效的增大初始压缩波波前的厚度,加大压力曲线上升的时间,降低压力梯度峰值,减缓隧道内、外的气动效应。缓冲结构的形式多种多样,本文基于三维、可压缩、非定常N-S方程,利用滑移网格模拟出列车-隧道的相对运动过程,以京沪高铁西渴马二号隧道为例,研究阶梯型缓冲结构参数变化对隧道内、外气动效应的影响,主要完成以下工作:(1)建立阶梯型缓冲结构三维数值模型,利用滑移网格模拟高速列车-隧道的相对运动过程,分析缓冲机理,研究缓冲效果。(2)通过变化阶梯型缓冲结构的长度lh、阶数n、各阶截面比α和入口截面积AE,模拟计算隧道内初始压缩波及其压力梯度,分析缓冲效果,研究阶梯型缓冲结构的构造参数对隧道气动效应的影响。(3)分别对等长阶梯型和等比阶梯型两种缓冲结构进行具体研究,对比初始压缩波及其压力梯度,分析缓冲效果。经对比分析发现阶梯型缓冲结构使得隧道内气动压力上升变缓,可以有效缓解隧道内、外的空气动力学效应;增加阶梯型缓冲结构的长度、阶数、入口截面积增大或各截面积比减小都会提高缓冲效果;等长、等比阶梯型均会改变缓冲效果。