真空管道高速交通系统具有快速、便捷、安全、环保、高效等优势,与现有的公路运输、铁路运输、水运及空运形成有力互补,具有广阔的应用前景和市场价值。由于真空管道车辆有跨音速运行速度以及封闭低压的特殊运行环境,其空气动力学性能与开放式环境下的飞行器、列车、汽车均有较大区别。对真空管道高速车辆的稀薄空气动力学特性进行深入研究,可以为我国真空管道高速交通系统的设计和建设提供重要理论依据和技术支撑。本文以计算流体力学理论和数值仿真技术为基础,建立了Hyperloop真空管道车辆系统的二维模型和三维模型,对管道车辆的气动特性作了相应的计算与分析。本文的具体研究内容如下:1)对不同环境参数下真空管道车辆的运行时的流场进行了仿真计算,经过对比分析发现:管道车辆运行时的气动阻力和升力随着运行压力的增大而增大,并且同管道压力的变化呈正比;管道车辆的气动阻力和气动升力在低速时接近与列车速度的平方呈正比,但是增长速度会分别在到达某一速度后有一定程度的减缓;管道车辆胶囊车厢的空气阻力系数随着管道和列车之间的阻塞比的增大而增大,但是空气升力系数在阻塞比改变后的变化幅度大并且不规律。2)对不同造型的管道车辆模型进行了CFD仿真,得到了不同造型条件下管道车辆的气动升力系数和阻力系数;对结果进行对比分析发现在其他条件不变,仅仅改变造型的情况下,管道车辆系统的胶囊车厢的气动升力系数和气动阻力系数呈反比;选用减阻造型优化前后的三维模型进行验证,发现优化后模型的气动阻力系数在减小的同时气动升力系数确实有了一定程度的升高。3)阐述了管道车辆运行时的气动升力对乘客乘坐舒适度的影响;以Hyperloop系统计划中设计的一条由洛杉矶前往旧金山的典型路线为例,对这条路线的四个部分中管道车辆的运行时间和运行速度变化做了详细的介绍;对这四个部分分别选取特征速度进行了CFD仿真分析,得到了每部分路线中管道车辆运行时间和气动升力数值的关系图。本文是对管道车辆在不同条件下气动阻力和升力等气动特性变化的研究,并尝试去寻找在相关条件变化下管道车辆气动特性变化的规律。希望能够为管道车辆未来工程上的应用作参考。