高速列車車外氣動(dòng)噪聲數(shù)值模擬研究.pdf

1、隨著列車運(yùn)行速度的提高,鐵路噪聲污染也急劇增加,過(guò)大的噪聲將嚴(yán)重影響乘客和軌道沿線人們的生理、心理和正常生活,還可能引起周圍有關(guān)設(shè)備和周邊建筑物的疲勞損壞,縮短使用壽命,因此高速列車的噪聲問(wèn)題成為高速鐵路發(fā)展過(guò)程中亟待解決研究的重要課題之一。本文基于Lighthill聲學(xué)理論,采用三維、LES大渦模擬法和FW-H聲學(xué)類比對(duì)高速列車不同部位車外氣動(dòng)噪聲進(jìn)行數(shù)值模擬,并提出了降噪改進(jìn)意見。
　　 高速列車車外氣動(dòng)噪聲由表面脈動(dòng)壓力造

2、成,且在很寬的帶頻內(nèi)存在,無(wú)明顯的主頻率,是一種寬頻噪聲,氣動(dòng)噪聲在低頻部分能量較大,高頻部分能量較小。隨著列車運(yùn)行速度的提高,車外氣動(dòng)噪聲聲壓波動(dòng)幅值和總聲壓級(jí)增大。
　　 車頭曲線曲率對(duì)于其表面脈動(dòng)壓力和壓力梯度影響顯著,改善曲面形狀,設(shè)計(jì)流線型車頭,并盡量避免曲面曲率變化過(guò)大,能有效的降低高速列車頭車氣動(dòng)噪聲。轉(zhuǎn)向架部位設(shè)置裙板后,車外聲壓級(jí)幅值較無(wú)裙板時(shí)有所減小,運(yùn)行速度為200km/h時(shí),平均降幅達(dá)到5％;運(yùn)行速度為3

3、00km/h時(shí),平均降幅約為8％;適當(dāng)增加裙板面積后,降噪效果更明顯。車輛連接部位氣動(dòng)噪聲隨著凹槽長(zhǎng)度尺寸和高度尺寸的增大而增大;設(shè)置風(fēng)擋后,車輛連接部位聲壓級(jí)幅值有所減小,運(yùn)行速度為200km/h時(shí),平均降幅達(dá)到4.0％;運(yùn)行速度為300km/h時(shí),平均降幅約為4.5％;當(dāng)采用全風(fēng)擋方案后,能夠有效避免氣流在凹槽內(nèi)劇烈擾動(dòng),使車輛連接部位氣動(dòng)噪聲進(jìn)一步減小。
　　 以上對(duì)高速列車車外氣動(dòng)噪聲的數(shù)值模擬研究為低噪高速列車的設(shè)計(jì)奠