随着我国“一带一路”战略的推进,高速铁路逐渐由内陆延伸至海岸地区。复杂的海洋环境常常出现狂风、巨浪甚至海啸,对桥梁和列车运营安全产生巨大威胁。随着列车高速化和轻型化,单风或者单浪研究难以全面反映列车-桥梁结构所受的复杂海洋环境荷载,风-浪联合作用对跨海高速铁路桥梁及行车安全的影响越来越大,成为影响跨海高速铁路桥梁运营安全的控制性因素。本文通过数值模拟方法研究风-浪联合作用下高速列车-桥梁结构绕流特性,揭示不同流场环境状态对列车-桥梁系统绕流场特性影响规律,为进一步风-浪联合作用高速铁路桥梁行车安全性和控制方法的研究提供基础。本文主要研究内容如下:首先基于Fluent软件平台,采用边界造波法、VOF捕捉自由液面以及阻力消波技术建立二维和三维数值波浪水槽,完成稳定二阶Stokes波浪模拟,并通过对波浪时程、空间波形以及水质点速度等参量与理论波浪参数对比验证了模拟结果的正确性。在上述数值水槽基础上,对空气相设置的水平风速,实现了模拟稳定风-浪联合作用场,通过波浪参数以及风场参数验证了数值水槽中风-浪联合作用场可行性。随后通过开展了标准方柱、圆角方柱、双方柱以及经典近流线型箱梁桥数值模拟,并与已有文献对比验证了模拟方法正确性。在上述的数值波浪水槽中设置列车和桥梁结构,通过单风、单浪、风-浪联合等不同工况的数值模拟,研究了波浪气动干扰、列车交会、挡风屏障、桥塔遮蔽效应等因素下列车-桥梁结构气动特性与绕流场特性。模拟结果表明,单浪工况下波浪运动带动上部空气速度周期性变化,导致列车和桥梁结构气动系数呈现周期性变化,变化周期与波浪周期一致;与单风工况相比,风-浪联合工况下列车-桥梁结构气动特性明显增强,升阻力系数明显增大,并且由于波浪气动干扰不均匀性,导致流体绕流更加复杂多变。