铁道行业标准中严格规定了机车、动车组用风笛的各项参数指标要求,而对于目前的标准动车组,导流罩的隔声作用影响风笛外部声场的分布与数值大小。在列车运营速度越来越快的情况下,保证风笛能够安全有效的传递信号显得十分重要。根据风笛的工作原理,选取双向流固耦合为本文的主要研究方法。对于风笛内部流体域与膜片振动结构进行了网格划分与模态分析。借助Fluent中的弹簧光顺以及局部网格重划的动网格更新方法,对于风笛膜片从起振至稳定振动的过程进行了模拟仿真。通过计算得出了风笛膜片上的位移、应力随时间的变化关系,风笛在正常工况条件下膜片的振动频率与固有频率接近,且与出口处的压力变化频率近似相等。为探究风笛外声场的分布与数值大小,建立了半径为5m的半球体有限元模型来模拟声场,计算得出了不同监测点处的声压级的大小,并与点声源在空间上的传播规律进行对比;搭建风笛外声场测试系统,测量得出不同输入风压下风笛在标准测点的声压级以及频率,同时验证了流固耦合以及外声场仿真方法的准确性。最后,为探究不同参数下对于风笛发声效率的影响情况,使用ANSYS Workbench中参数化仿真设计工具,分别得出了输入风压、膜片材料的弹性模量、泊松比以及厚度对于风笛膜片的最大位移、最大等效应力的影响。结果显示,在标准频率规定的范围内,改变自变量的值对于风笛的发声效率影响显著,这为后续的风笛设计以及参数的选取提供了理论与数据支持。本文的主要创新点在于将流固耦合的计算方法应用于风笛发声的数值仿真中,这为后续的风笛结构优化改进提供了新颖地、可靠地研究方法,对风笛的设计工作也提供了新的思路。