电力机车在运行过程中主要是依靠受电弓与接触网之间的摩擦来获取电能的。随着技术的不断成熟,我国铁路整体速度有了显著提升,而弓网之间受流性能的稳定性直接影响到列车运行的安全性和稳定性。由于我国地形的复杂性,很多地方列车是在大长隧道内运行的。当列车在隧道内行驶时,不可避免的会产生剧烈的空气动力作用,从而对弓网的受流性能产生不利影响。因此,有必要对高速列车的受电弓在气动力作用下的性能进行研究。首先利用CATIA对受电弓各主要部件进行精细化建模,利用FLUENT对受电弓在隧道内运行进行气动性能仿真,对受电弓在隧道内高速运行时各部件气动力进行分析,得出当列车在明线上以及在隧道内以150km/h～350km/h速度行驶时,各部件受到气动阻力与气动抬升力的变化规律大致相同;当列车分别以150km/h、200km/h、250km/h、300km/h、350km/h几种速度在隧道内行驶时,整弓最大气动阻力增长率分别为:43.9%、35.7%、33.8%、23.7%,气动抬升力增长率分别为 45.5%、34.7%、31.5%、27.0%。由此表明,列车在隧道内运行时随着速度的增加,受电弓受到的气动阻力和气动抬升力都显著增大。以列车以350km/h速度在隧道内运行为例,分析受电弓各部件的受力情况,结果表明,上臂杆所受力大约占总阻力的4%,下臂杆所受力大约占总阻力的5%。弓头所受力大约占整弓气动升力的31%左右,上臂杆大约占气动升力的28%。下臂杆所受力大约占整弓的40%。顺弓和逆弓两种运行状态下受力大致相同。在此基础上,采用ANYSYS进行了弓网的强度分析。研究表明,受电弓最大瞬变量发生在弓头处,变形量大约为41.0mm,受电弓最大变形量约为61.8mm。针对以上分析,从列车编组长度、硬点、接触情况、悬挂方式等几个方面分别分析了除了运行速度之外,可以对受流性能产生影响的几个因素。最后,根据以上受力以及变形的分析,对受电弓各部件进行优化,例如可以在受电弓弓头的中轴处安装导流板、导流罩截面形状采用流线型、合理利用受电弓冲角来调整受电弓与接触网之间的压力,或者对受电弓各个部件进行性能优化等一系列措施来改善受流性能。