近年来我国高速铁路发展迅速,列车运营速度逐渐攀升,噪声问题也愈发显著。气动噪声作为高速列车主要的噪声源,其对车内旅客乘坐舒适性具有很大的影响,同时会对周边环境以及铁路沿线居民日常生活产生很大的干扰。因此,开展针对高速列车气动噪声的研究对我国高速铁路的发展尤为重要。本文基于流体力学和气动声学的基本理论,采用数值模拟的方法,对高速列车外流场气动噪声源以及噪声特性进行研究,并与京沪高铁远场点实测噪声数据对比分析,主要工作内容如下:1.由流体力学基本方程推导出气动声学基本方程,结合现实列车运行状况设置边界条件,建立了高速列车外流场气动噪声理论模型,阐述气动噪声的产生机理并根据计算气动声学理论选定Lighthill声类比方法数值求解。2.以湍流模型理论为基础,建立整车外流场物理模型,分别利用时均湍流模拟和大涡模拟方法计算列车在250km/h、300km/h和350km/h速度工况下的外部稳态和瞬态流场,获得列车车身、受电弓、转向架等表面压力和湍流强度分布以及瞬态脉动压力。分析结果表明头车脉动压力最为显著,高速气流在车尾鼻尖两侧相互旋绕形成尾涡;受电弓对外部流场包括其下部转向架扰动最大,漩涡脱落最强烈。3.基于高速列车外部流场数值模拟结果,采用宽频带噪声源模型计算并得到列车气动噪声源,分别针对各噪声源进行特性分析。分析结果表明高速列车表面气动噪声源强度由强至弱依次为受电弓、车头、转向架、车尾、空调导流罩,分别具有不同的噪声源分布规律;在250km/h~350km/h之间,速度每增加50km/h高速列车表面声功率级提高3~4分贝,近似呈线性增长。4.基于Lighthill声类比理论,合理设置噪声监测点并采用FW-H方程计算高速列车远场噪声,通过分析监测点声压级和噪声频谱特性,得到高速列车气动噪声特性。分析结果表明各监测点声压级与车速成正比关系,且在水平方向衰减速率逐渐降低;不同的速度工况,各监测点气动噪声声压频谱尖峰值对应的频带不同,且随着速度的提高频带中心频率逐渐增加。5.对京沪高速铁路列车时速250和300公里的通过噪声进行测试,并对其进行频谱分析,最后与数值计算结果对比。分析结果显示仿真得到的气动噪声声压级频谱曲线与实测结果保持一致的变化趋势,各频率声压级数值存在误差,速度为300km/h时误差要小于速度为250km/h的误差。列车速度大于300km/h,其通过噪声频谱特性将更加趋同于气动噪声频谱特性。