近日，中南大学土木工程学院杨伟超副教授和香港理工大学邓锷博士及其合作者团队以中南大学为第一单位发表题为“Mitigating inflow acceleration effects in twin mountains using air-jets: emphasis on anti-wind for high-speed railways”的研究论文。该研究成果被美国物理学联合会出版社杂志《流体物理学》（Physics of Fluids）作为编委推荐文章发表，并被美国物理学联合会《科学之光》（Scilight）专题文章采访报道。

Scilight创办于2017年6月，是美国物理联合会出版社（AIP publishing）出版的网络周刊，致力于挑选AIP发表的物理领域最新的、最具有代表性的文章，简要总结其研究成果，并强调其在该领域的创新性和突破性。Scilight每年从AIP旗下30多个刊物中仅挑选300余篇物理领域内最值得关注的研究成果进行报道。

如下图所示，基于中南大学风洞实验室的实验数据和计算流体力学的模拟结果，团队成员们发现横风来流在经过双子山地形时将发生显著的加速效应，并伴随着分离涡的相互干涉作用，在双子山背风侧形成一个高风速、高湍流度区域，进一步威胁风场下游的构筑物与交通设施的结构稳定以及人员的安全。

随着高速铁路网络的迅速扩张，高速列车更加频繁地在山区穿行，这使得列车更易遭遇极端风环境，可降低列车的运行安全，且在极端情况下可能引发事故。然而，在这些事故中，仍不乏风屏障、挡风墙、防风明挖隧道等防风设施的应用，这意味着传统的被动式防风设施仍存在潜在的安全隐患。在横风条件下，防风设施的边缘或过渡区域的风环境发生急剧变化。列车通过这些区域时，将经历从受防护到无防护状态的快速转变，从而遭受剧烈的瞬时气动冲击作用。同时，这些被动式防风设施在阻挡横风来流时，也可能因其与横风的接触面而增加对设施本身或桥梁结构的长期空气动力载荷。

为了克服传统被动式防风设施的不足，杨教授和他的团队提出了一种创新的主动抗风策略，即采用喷射气流技术来改变高速列车所面临的横风环境。研究团队参考了在商场、化学实验室、办公楼和工业厂房等建筑物出入口广泛使用的气幕技术，将喷气装置布置在双子山上。研究发现，一定角度的喷射气流可以有效缓解来流在双子山地形中的加速效应，降低双子山背风侧的高湍流度区域，并提升高速列车的气动性能。

本论文第一作者为中南大学2022级硕士研究生王剑，中南大学工学博士毕业生、香港理工大学土木及环境工程学系研究员邓锷为通讯作者，中南大学何旭辉教授、杨伟超副教授、香港理工大学倪一清教授与香港天文台台长陈柏纬先生为共同作者。

（一审：罗玲 二审：雷明锋 三审：乔世范）