文档名：基于气动噪声数值分析的高速列车等效通过噪声预测
摘要：在列车外形设计阶段,工程上通常采用列车通过噪声评估线路噪声以指导气动外形设计.实车试验测量通过噪声成本高且条件苛刻,本文通过数值模拟分析了高速列车气动噪声特性,并利用运动声源延迟模型预测了列车等效通过噪声,为车外气动噪声评估以及列车外形设计提供理论与技术支撑.为了精确捕捉列车表面流体扰动,因为列车气动噪声计算网格量较大,因此建立高速列车三车网格模型以简化计算.高速列车气动噪声特性分析使用流体仿真软件ANSYSFLUENT,基于稳态的湍流模型以及大涡模拟的数值分析模型,并通过FfowcsWilliams-Hawkins(FW-H)方程得到车外沿线标准点辐射气动噪声;随后,根据运动声源延迟时间模型,建立列车等效通过噪声换算模型,将频域下各标准点的列车辐射噪声转换为时域等效通过噪声.通过声源叠加进一步预测列车不同编组的通过噪声水平,可以观察到编组数量增加会提高噪声水平;为了全面评估列车运行时通过噪声水平,在气动激励的基础上叠加轮轨噪声激励,以最大A声级(LAmax)、声暴露级(SEL)和短时等效连续声压级(LAeq,T)表示通过噪声水平,结果表明轮轨噪声对通过噪声水平影响显著.高速列车数值模拟气动辐射噪声转化为通过噪声的预测模型可以初步评估高速列车运行时的线路噪声水平,为优化列车外形提供指导,从而降低列车噪声水平.
Abstract：Inthetrainshapedesignstage,trainpassingnoiseisusuallyusedinengineeringtoevaluatelinenoisetoguideaerodynamicappearancedesign.Itisexpensiveandchallengingtomeasurepassingnoiseinpracticalvehicletests.Therefore,theaerodynamiccharacteristicswereanalyzedbasedonnumericalmodelinthiswork,andsubsequentlythemovingsoundsourcedelaymodelwasusedtopredictthepassingnoise,whichprovidedtheoreticalandtechnicalsupportfortheevaluationoftheexternalaerodynamicnoiseinstageofthetrainshapedesign.Thecalculationgridoftrainaerodynamicnoisewasrelativelylargeforcapturethefluiddisturbanceonthetrainsurface,soathree-cartraingridmodelwasestablishedtosimplifythecalculation.Theaerodynamiccharacteristicsofhigh-speedtrainwereinvestigatedbyusingsoftwareANSYSFLUENT,turbulencemodelbasedonthesteady-stateandlargeeddysimulationmodel.ThentheradiatedaerodynamicnoiseofthestandardpointalongthelineoutsidethetrainwasobtainedthroughtheFfowcsWilliams-Hawkins(FW-H)equation.Accordingtothemovingsoundsourcedelaytimemodel,atrainequivalentpassingnoiseconversionmodelwasestablishedtoconvertthetrainradiatednoiseinthefrequencydomainatstandardpointsintotheequivalentpassingnoiseinthetimedomain.Thepassingnoiselevelofthetrainwithdifferentformationswasfurtherpredictedbythesuperpositionofsoundsources.Itwasrevealedthattheincreaseinthenumberofformationswillincreasethenoiselevel.Tocomprehensivelyevaluatethepassingnoiselevelduringtrainoperation,thewheel-railnoisewasconsidered.ThepassingnoiselevelwasrepresentedbythemaximumAsoundlevel(LAmax),thesoundexposurelevel(SEL)andtheshort-termequivalentcontinuoussoundpressurelevel(LAeq,T),whichdemonstratedthatthewheel-railnoisehadasignificantimpactonthepassingnoise.Thepredictionmodelofpassingnoisecaninitiallyevaluatethenoiselevelofhigh-speedtrainoperationlines,andprovideguidanceforoptimizingtheshapeofthetraintoreducenoise.
作者：姜旭东 颜佳慧 李盈利 闫仕光 汤宴宁 Author：JIANGXudong YANJiahui LIYingli YANShiguang TANGYanning
作者单位：中南大学交通运输工程学院,湖南长沙410075;中车长春轨道客车股份有限公司,吉林长春130062中南大学交通运输工程学院,湖南长沙410075中南大学交通运输工程学院,湖南长沙410075;中南大学轨道交通安全教育部重点实验室,湖南长沙410075;中国空气动力研究与发展中心气动噪声控制重点实验室,四川绵阳621000中车长春轨道客车股份有限公司,吉林长春130062
刊名：铁道科学与工程学报 ISTICPKU
Journal：JournalofRailwayScienceandEngineering
年，卷(期)：2024, 21(5)
分类号：U270.2
关键词：高速列车 气动噪声 声源叠加 通过噪声 轮轨噪声
Keywords：high-speedtrain aerodynamicnoise soundsourcesuperimposition passingnoise wheel-railnoise
机标分类号：TB533.2U239.5U491.91
在线出版日期：2024年7月8日
基金项目：长春中车轨道车辆科技开发有限公司技术服务项目，气动噪声控制重点实验室开放课题基于气动噪声数值分析的高速列车等效通过噪声预测[
期刊论文] 铁道科学与工程学报--2024, 21(5)姜旭东 颜佳慧 李盈利 闫仕光 汤宴宁在列车外形设计阶段,工程上通常采用列车通过噪声评估线路噪声以指导气动外形设计.实车试验测量通过噪声成本高且条件苛刻,本文通过数值模拟分析了高速列车气动噪声特性,并利用运动声源延迟模型预测了列车等效通过噪声,...参考文献和引证文献
参考文献
引证文献
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