为什么高铁隧道口是向外凸出的鱼嘴形，而普通铁路隧道口是平的呢？ 第1页

说起来，日本也有人利用了模型铁路来模拟不同隧道结构与车辆形状，探讨这些因素对隧道微气压波的影响，B站有朋友制作了中译的视频：

【【中字】【前篇】用N比新干线模型再现隧道咚！（隧道微气压波）-哔哩哔哩】 https://b23.tv/0kaizVy

【【中字】【中篇】用N比新干线模型再现隧道咚！（隧道微气压波）-哔哩哔哩】 https://b23.tv/9LvvhW0

不过暂时后篇未上载，大家可能要用梯子来看生肉了。。。

------以下为原回答------

事实上，连 @中国铁路 的回答也没有全面的探讨高铁隧道口特殊设计的因由。

高铁隧道口需要特殊设计，这个问题是1980年代日本的新干线进行第一次提速的时候开始出现的。在1980年代，新干线开始进行提速，东海道/山阳新干线从210km/h提速至230km/h，而东北/上越新干线则分两阶段，从210km/h提速至240km/h。但在提速运行的同时，居住于新干线隧道口附近的民居，开始受到一些新问题困扰。他们投诉说，有时候在隧道口附近，突然会出现一声好像打雷一样的爆响，这不单对民居构成惊吓，有时候连窗户的玻璃也因强大的爆响而破碎。

当时是国铁民营化分割后不久，新近成立的铁道总研，与参与运营新干线的JR会社（当时有三家：运营东海道新干线的JR东海、运营山阳新干线的JR西日本，与运营东北/上越新干线的JR东日本），共同研究问题的成因。很快地，他们发现有两个共通点：

1. 爆音是在有列车驶出隧道以前发生的。
2. 爆音是在使用无砟道床的隧道发生的。

通过进一步实际的列车行驶试验，各铁道会社大致上理出这种爆音出现的过程。

1. 列车高速进入隧道。
2. 由于隧道截面较小，列车行驶时会快速推动前方的空气，但由于空气难以向后推送，于是只能被前进的列车不断往前推，因而产生往前的高压，并形成具冲击性的压力波。这种压力波称为“隧道微气压波（日语：トンネル微気圧波）”。
3. 如果隧道的道床是普通的有砟道床，隧道微气压波会因为具弹性的道砟阻尼而消减。但是，在无砟道床的场合，由于刚性道床无法有效阻尼隧道微气压波，再加上高速列车前进的共同作用，隧道微气压波只会一直往前以音速运动并不断增强，到了隧道口会因为突然变大的外部空间而扩散，产生类似于雷声的爆响。

其实这种“隧道微气压波”，在某种程度上也可以在地铁一类的系统感受到。如果你站在站台后端，用手贴着末端的屏蔽门，随着列车接近（通常地铁列车有70-80km/h，如果是快线地铁，更有可能达到120km/h），你可能会感觉到屏蔽门会好像突然被撞击的一样，这就是被列车往前推的隧道微气压波，撞击末端的屏蔽门而导致的。当然这个程度的隧道微气压波，并不会发生爆音，但也会对屏蔽门的结构产生压力，这也是很多时候，地铁列车接近车站需要减速到某个程度的原因，一些有快车服务的地铁，也由于这个原因，在通过车站的时候要进行减速。

问题是，当各JR会社发现这个隧道微气压波的问题时，已经有新的列车投入运营，包括东海道/山阳新干线的100系，以及东北/上越新干线较后设计的200系，虽然这些列车的车头设计可以减少行驶时的风阻，但对于消减隧道微气压波的问题则无能为力。既然如此，唯有就在隧道出口想办法，初期的做法，是追加建造隧道口的缓冲结构，主要的目的是让被推挤的空气，有更多的地方疏散出来，分散隧道微气压波的能量，但是到1990年代，随着更高车速的诉求，JR各会社也需要开发新的列车，不单是为了减少车身风阻，还有是需要减少列车将空气往前推的程度，减少隧道微气压波的威力。正因如此，新干线列车开始出现了车身高度大幅下降的情况，例如100系高4.4米，但车速更高的300系（营业最高270km/h），车身高度减少至3.7米，这样可以减少列车截面与隧道截面的比例，令空气更容易向后流动，而车头也因此需要造得更长，例如500系的15米（对比先头车的27米，这实在很长），或者使用看来更古怪的车头设计，例如700系的鸭嘴形车头，与N700系的双翼型车头。这样才可以让东海道/山阳新干线的运营速度，提升至现在的285-300km/h。

同样的，JR东日本也因应开发出275km/h的E2系，320km/h的E5系等，也是使用同样的设计原理，减少车身高度，以及有特别设计的车头，而同样有对隧道口进行缓冲结构的加建，来应对同样的隧道微气压波问题。

来到中国的高铁，我们在先天上有更好的基建优势，例如比起日本新干线更大的隧道截面，也有前几十年从其它地方累积的经验，也可以在初始基建上，先行设计隧道口的结构，例如斜向的鱼嘴形结构，旁边与顶部开通风口等，都可以消减隧道微气压波所带来的影响，当然更不能缺少科学化的列车设计，今天中国高铁能达到最高350km/h的运营速度，而不会产生当初新干线的隧道微气压波问题，也是仗赖于这些技术改进才能实现的。。。