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《高速列車轉(zhuǎn)向架氣動噪聲分析》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、高速列車轉(zhuǎn)向架氣動噪聲分析摘要：采用計算流體力學(xué)與聲類比相結(jié)合的混合數(shù)值方法進(jìn)行高速列車轉(zhuǎn)向架氣動噪聲仿真分析，計算在350km/h速度下轉(zhuǎn)向架部位的流場分布狀況，進(jìn)而求得轉(zhuǎn)向架在低頻10~1000HZ的噪聲源分布，以及遠(yuǎn)場觀測點處的噪聲譜。研究結(jié)果顯示轉(zhuǎn)向架區(qū)域復(fù)雜的湍流導(dǎo)致轉(zhuǎn)向架表面有劇烈的脈動壓力，這些壓力脈動是引起氣動噪聲的聲源。同時轉(zhuǎn)向架部位的氣動噪聲屬于寬頻噪聲，沒有明顯的主頻率，場點處聲壓幅值最高達(dá)到70dB(A)。關(guān)鍵詞：氣動噪聲，轉(zhuǎn)向架，高速列車NumericalAnalysisonAerodynamicNoise
2、oftheHigh-speedTrainBogieFanZichen1,PengRuolong2，BuJiling2(1.SouthwestJiaotongUniversity,Chengdu610031,China;2.ZhuzhouTimesNewMaterialTechnologyCO.LTD,Zhuzhou412007,China)Abstract:AhybridCFD/CAAmethodbasedonLighthill’sacousticanalogyisusedtoforaerodynamicnoiseanalysiso
3、fthehigh-speedtrainbogie.Inthispaper,unsteadyflowaroundthebogieiscapturedusingLESat350Km/h,whichisthenoisesource.Attentionismainlypaidontherangesfrom10Hzto1000Hz.Thenfar-fieldsoundispredictedbyacousticanalogy.Theresultsshowthatthecomplexflowofairincludingaturbulentboun
4、darylayeraroundthebogiegivesraisetoviolentpressurepulsation,whichleadstoaerodynamicnoise.Meanwhile,thenoiseexistsinwideband.Thehighestacousticpressureis70dB(A).Keywords:Aerodynamicnoise,Bogie,High-speedtrain概述氣動噪聲是由于流體的脈動引起的輻射聲場，產(chǎn)生機理基本可以分為流致振動導(dǎo)致的噪聲和湍流的速度或壓力脈動直接導(dǎo)致的噪聲。高速
5、列車在空氣中高速行駛時，氣流與車身發(fā)生相互作用，在列車表面形成復(fù)雜的氣流流場，最終導(dǎo)致氣動噪聲的產(chǎn)生。這些噪聲主要來自于列車表面以及某些裝置部位。高速列車從技術(shù)驗證到目前的快速發(fā)展，既是現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)激勵競爭下要求高效交通輸運的結(jié)果，更是人類科學(xué)技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。伴隨列車速度的提高氣動噪聲以速度的6次方左右快速增長，且列車行駛速度超過260Km/h后主要噪聲源會由輪軌噪聲變?yōu)闅鈩釉肼曉?，因此高速列車主要噪聲源自于氣動噪聲。降低高速列車的氣動噪聲對于提高列車舒適性、安全性以及降低對環(huán)境的噪聲污染有著十分重要意義。轉(zhuǎn)向架部位結(jié)構(gòu)復(fù)雜，氣流在
6、此處產(chǎn)生復(fù)雜的湍流現(xiàn)象，進(jìn)而導(dǎo)致氣動噪聲的產(chǎn)生。作為氣動噪聲的主要部位之一，有必要對轉(zhuǎn)向架的氣動噪聲進(jìn)行分析。本文主要利用CFD與聲類比混合仿真方法進(jìn)行350Km/h下高速動車轉(zhuǎn)向架部位的氣動噪聲分布，并探討噪聲分布以及對外界的影響。計算理論氣動噪聲的聲源都來自于流場，因此氣動噪聲的聲波方程可以從流體力學(xué)的基本方程入手導(dǎo)出。聲源求解方法（1）流體基本方程連續(xù)性方程：?ρ?t+?(ρvi)?xi=0（1）運動方程：ρdvidt=ρFi+?pij?xj（2）上述公式中，ρ為密度，v為流體速度，p為流體壓力，F(xiàn)是作用在流體上的質(zhì)量力。（2
7、）湍流模型本文采用大渦模擬LES進(jìn)行流場的瞬態(tài)計算。渦旋學(xué)認(rèn)為湍流是由許多大小各異的漩渦組成，大尺度的渦旋對流體主要運動影響明顯，小尺度渦旋通過非線性作用對大尺度渦的流動產(chǎn)生一定影響，這種不同尺度的渦旋不斷發(fā)生變化并與湍流相互作用下產(chǎn)生不同大小、頻率的壓力脈動。大渦模擬是把流場中的湍流瞬態(tài)運動，過濾掉小尺度的漩渦，對大尺度漩渦的運動直接利用N-S方程求解，而小尺度的渦通過附加方程求解即采用亞格子模型進(jìn)行模擬，是目前工程上計算湍流脈動比較理想的方法。（3）流場數(shù)值方法壓力修正法是目前工程上使用最廣泛的流場求解方法，其本質(zhì)上是迭代法。其
8、中SIMPLE算法應(yīng)用最為廣泛，它是一種半隱式分離求解法，是目前最常用的基于有限體積法的求解方法。其核心是利用計算網(wǎng)格把流體區(qū)域分為離散的控制體積，在各個體積上積分控制方程，形成未知離散變量的代數(shù)方程。1.2聲場計算方法英國科學(xué)家Li
