【摘 要】
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我国高速铁路近年的不断发展,其行驶速度不断增大,铁路噪声问题也更加凸显;高速列车的主要噪声源为气动噪声,其对旅客舒适性感知、轨道沿线人们日常生活及相关设备疲劳破损具
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我国高速铁路近年的不断发展,其行驶速度不断增大,铁路噪声问题也更加凸显;高速列车的主要噪声源为气动噪声,其对旅客舒适性感知、轨道沿线人们日常生活及相关设备疲劳破损具有很大影响。因此,高速列车气动噪声问题成为发展高速铁路过程中急需克服的课题。本文利用数值模拟和在线实测方法研究高速列车噪声并对比分析,采用数值模拟方法对改进受电弓进行数值模拟分析,研究其降噪效果,为高速列车的气动噪声降噪研究提供解决途径。研究的主要内容如下:1.建立高速列车三维物理模型及受电弓三维物理模型。参考CRH380B型列车建立数值模拟的列车模型,中间车、头车和尾车包括其中,保留对外部流场影响较大的部件且车厢之间采用全包风挡。受电弓模型是由CX-NG型受电弓简化得到,并建立原有受电弓与改进受电弓的三维物理模型。2.对高速列车气动噪声进行理论研究。基于湍流模型、Lighthill声类比理论,应用宽频带噪声源、大涡模拟(LES)模型对250 km/h、300 km/h、350 km/h和380 km/h运行速度下的列车三维模型、原有受电弓及改进受电弓三维模型进行外部流场的稳态与瞬态的数值模拟,分析高速列车及受电弓的噪声源分布、气动噪声特性。3.结合FW-H方程对高速列车的远场气动噪声进行研究。根据对气动噪声的分析需求及远场噪声监测规范,合理设置噪声监测点,通过数值模拟得到列车的远场噪声数据,分析高速列车远场气动噪声的频谱。4.利用已有仪器设备对高速列车的通过噪声进行实测,并与仿真结果进行对比分析。对高速列车以300 km/h的速度运行时的通过噪声进行测试,对比分析采集的远场噪声数据与数值模拟结果,证明数值计算方法的可行性。5.对受电弓进行改进处理,通过数值模拟方法对改进受电弓进行降噪研究。分析数值模拟方法下得到的受电弓气动噪声仿真结果,对受电弓降噪处理后的降噪效果进行合理评估,分析降噪研究的降噪效果并阐述降噪机理,为降噪研究提供科学依据。
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