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随着列车运行速度的提高,高速列车空气动力产生的气动噪声问题逐渐突出,并严重影响高速列车乘坐舒适性。当列车时速达到300公里时,气动噪声将成为高速列车的主要噪声源,因此气动噪声已成为人们关注的重要问题之一。本文基于Lighthill声类比理论的噪声比拟法,对CRH3型高速列车在考虑地面效应时的车外气动噪声进行数值计算,主要工作内容如下:(1)建立了考虑地面效应的CRH3型高速列车空气动力数值计算模型,包括头车、中间车、尾车、6个转向架以及受电弓。为了考虑地面效应的影响,增加计算的准确性,车体下部包括路基、钢轨等在内的必要结构。(2)首先计算高速列车周围稳态流场,稳态计算采用标准κ-ε模型,分别对列车运行速度为200km/h、250km/h、300km/h、350km/h时的车外流场稳态气动特性进行了数值计算,同时基于稳态结果计算了宽频带噪声源,得到了整车表面压力云图以及表面声功率级云图。研究表明,车头、头车前转向架及受电弓的表面压力及表面声功率级较大。(3)以稳态仿真计算结果作为初始条件,基于大涡模拟(LES)对高速列车车外流场进行瞬态计算,得到高速列车表面脉动压力;基于Lighthill声类比理论用FW-H方法对不同速度下的高速列车气动噪声进行了计算,分别计算分析了远场、车下以及转向架部位的气动噪声特性。研究表明,转向架、受电弓、列车头部与尾部对整车的气动噪声影响较大;车下噪声较大的位置主要是转向架区域,其中在头车前转向架中心的声压级最大,其次转向架中后部的气动噪声大于前部的噪声。(4)通过对远场、车下以及转向架部位的气动噪声频谱图以及1/3倍频程分析,研究表明,列车的气动噪声属于宽频噪声,没有明显的主频率,当列车运行速度增加时,监测点的声压级幅值增大;各监测点A计权声压级的变化规律相似,主要区别是A计权声压级的数值不同。当列车运行速度增加时,A计权声压级的主频有向高频移动的趋势。