高速列车车头的气动噪声数值分析

高速列车气动声学噪声研究

高速列车气动声学噪声研究高速列车在现代交通中扮演了越来越重要的角色，对于加速人们的出行速度和提高交通效率有着不可替代的作用。

然而由于高速列车本身的运行机制，其所产生的噪声却成为了人们日益关注的问题。

对于高速列车气动声学噪声的研究，不仅可以帮助人们更好地理解运行机制，还可以推动相关技术的改进和发展。

高速列车运行所产生的气动声学噪声主要源自列车在行驶过程中与周围气体的相互作用，包括空气湍流引起的噪声、弥散噪声和尾迹噪声等。

其中，空气湍流引起的噪声是最突出的，通常占据了列车噪声总量的大部分。

因此，理解空气湍流对列车噪声产生的影响，成为研究高速列车气动声学噪声的核心内容之一。

空气湍流对列车气动声学噪声的影响与其涡旋结构密切相关。

当列车运行时，空气将会流经车身周围的激波、涡旋结构和流动失稳区域，产生各种复杂的声学效应，进而导致噪声的产生。

为了更好地了解噪声产生机理，研究人员通常会采用数值模拟、实验测试等多种方法。

在数值模拟方面，使用计算流体力学（CFD）进行列车空气湍流场模拟，是一种常见的方法。

模拟的过程中需要考虑气流稳定性、湍流模型、计算网格等因素，以便获得精确的湍流场数据。

同时，在实验测试方面，也有许多方法可以用来测量高速列车气动声学噪声。

其中比较常见的方法包括声学模型测试、风洞试验等。

在研究中发现，调整列车造型和减缓速度是减少列车噪声的有效方法。

例如，封闭式车厢、采用空气动力学设计等措施，可以降低列车与空气湍流之间的相互作用，从而减少噪声产生。

同时，增加隔音材料、降速等方法也能帮助减少列车噪声的产生，并能提高行驶安全性。

除了直接针对列车造型的改进和技术的提升，高速列车气动声学噪声的研究也需要考虑交通环境以及对周边环境的影响。

在城市化进程加快，人口密集度不断上升的时代，高速列车噪声不仅直接影响到周边居民的生活质量，也对社会经济和环境产生了负面的影响。

因此，将高速列车噪声研究与环境保护、城市规划等相结合，是未来研究的重要方向之一。

汽车气动噪声的数值模拟分析

汽车气动噪声的数值模拟分析随着车辆性能的提高及高等级公路的建设,车辆的速度越来越快，车辆外流场的气动噪声以车速的6次方的数量增长。

因而，当车辆的其它噪声得到有效的控制后,车辆的气动噪声就变得尤为重要了。

70年代，研究人员发现,车速为70km/h的情况下,气动噪声的范围为62~78dB,而在速度为110km/h的情况下,气动噪声的范围达到80~90dB。

新的研究表明,车速超过100km/h,气动噪声对车外噪声的影响己超过了其它噪声。

数值模拟方法可在新车设计初期的造型阶段进行气动噪声的预测，为选型及造型参数修改提供依据，从而可以较早地得到较理想的产品，避免产品缺陷。

文章以一款车型为例进行了气动噪声的数值模拟。

1湍流模型的选择气动噪声模拟可以选择几种不同的数值方法，大涡模拟可以得到精确的模拟效果，但要求生成的网格质量好，计算比较耗时。

在产品设计的初始阶段，往往需要噪声的大致分布情况，基于模型的噪声源方法可以解决这一问题。

模型的湍流动能输运方程：湍流动能耗散率输运方程：2模型网格的划分和计算域的建立模型是在CATIA软件上建立的，然后导入ICEMCFD软件中进行网格划分。

为了提高计算的效率，对模型的底部进行了简化处理。

根据经验，流场仿真计算所取的计算域到达一定的大小时，汽车的流场就不再受计算域大小的限制。

假设汽车模型长为L，宽为W，高为H，则计算域的取法为汽车前部取3L，侧面取4W，上部取5H，汽车后部取7L。

为了解决汽车求解域大，网格数目多的难点，按照离车身的距离不同，网格的大小也不同：离车身近的区域网格划分比较密，使之能够清楚的表现车身表面附近的细致情况。

而远离车身的区域，网格可以适当的稀疏，以减少网格的数量，节约计算时间。

最终网格划分结果如图1所示，网格数1369839。

3边界条件1)入口边界。

入口边界为速度边界。

2)出口边界。

出口边界为压力边界。

3)地面边界。

假设汽车行驶的工况：在静止的空气中（无风条件下）、平直的路面上等速直线运动。

高速列车车头气动噪声分析

高速列车车头气动噪声分析摘要随着列车运行速度的提高，高速列车气动噪声变得越来越明显，降低气动噪声已成为控制高速列车噪声的关键之一，而对高速列车气动噪声进行计算就显得尤为重要。

本文旨在研究高速列车气动噪声的计算方法，首先建立高速列车三维绕流流场的数学物理模型，分别利用标准k-ε湍流模型和大涡模拟计算了高速列车的外部稳态和瞬态流场；然后基于稳态流场，利用宽频带噪声源模型计算了高速列车车身表面气动噪声源，基于瞬态流场，分析了车身表面脉动压力的时域及频域特性，并利用Lighthill声学比拟理论计算了高速列车远场气动噪声，分析了远场气动噪声的时域及频域特性。

本文对高速列车气动噪声的计算研究，对研究和控制高速列车气动噪声具有一定的意义。

关键字高速列车；气动噪声；大涡模拟；宽频带噪声源模型；Lighthill声学比拟理论中图分类号文献标识码Analysis of Aeroacoustics for the Head of a High-speed Train ABSTRACT With the increasing of train speed, the aeroacoustics of the high-speed train is becoming more and more important. Reducing aeroacoustics has become one of the most significant factors to control the noise of the high-speed train and what’s the most important is to compute the aeroacoustics of the high-speed train. This paper aims to study the computational method of aeroacoustics for the high-speed train. It first establishes the mathematical and physical models of three dimensional flow field of the high-speed train and computes the external steady and unsteady flow field of the high-speed train using the turbulence model of standard k-εand the large eddy simulation (LES) respectively. Then based on the steady flow field, this paper computes the aeroacoustics sources on the body surface of the high-speed train using the Broadband Noise Source Model. Based on the unsteady flow field, this paper analyses the time and frequency domain characteristics of fluctuating pressure on the body surface and computes the far-field aeroacoustics of the high-speed train using Lighthill’s acoustics analogy theory as well as analyses the time and frequency domain characteristics of aeroacoustics in the far-field. The computational research of aeroacoustics for the high-speed train in this paper has a certain significance to study and control the aeroacoustics of the high-speed train.Key Words: high-speed train; aeroacoustics; large eddy simulation; broadband noise source model; Lighthill’s acoustics analogy theory高速铁路是世界铁路运输发展的共同趋势，也是铁路技术现代化的主要标志[1]。

高速列车导流罩气动噪声优化分析

高速列车导流罩气动噪声优化分析发布时间：2022-09-06T08:14:11.462Z 来源：《科技新时代》2022年4期作者：李新一吴健[导读] 近几年，我国的铁路交通事业蓬勃发展，研制出的具有自主知识产权的高速列车，李新一吴健中车长春轨道客车股份有限公司国家轨道客车工程研究中心，吉林长春130062摘要：近几年，我国的铁路交通事业蓬勃发展，研制出的具有自主知识产权的高速列车，其高速、舒适、快捷的特点已深受广大乘客的好评，但同时，高速列车的噪声问题也日益严重，成为限制列车提速的重要因素之一。

列车在行驶到一定速度时，气动噪声成为列车的主要噪声源。

本文利用仿真分析方法，针对受电弓导流罩装置结构进行优化分析，得到较优的导流罩结构，为后期的气动噪声风洞试验提供依据。

关键字：高速列车；气动噪声；导流罩；仿真分析随着我国高速铁路的快速发展的同时，许多制约着列车提速的问题随着列车运行速度的提高逐渐出现，空气动力学就是在这种环境下发展起来的[1]。

通过研究，列车的机械噪声（轮轨噪声）与气动噪声组成了高速运行列车的主要噪声[2]，并且当车辆时速超过300km/h 时，气动噪声成为列车的主要噪声源，随着速度大约以60log10V（V为列车运行速度）的关系增长，即随行驶速度的6次方增长[3]。

在高速列车的气动噪声源中，受电弓区域的气动噪声占比较大，因此，如何有效地降低受电弓区域产生的噪声是降低车辆整体气动噪声水平的重点问题。

本文从气动噪声的角度分析某型号动车组在导流罩前缘和后缘倾角变化后的气动噪声特性，与原始结构相比评估改形方案的优劣。

具体包括以下三方面工作：（1）直行升弓工况下，通过对导流罩前缘倾角改形前后的表面气动噪声和远场气动噪声特性对比分析，评估改形方案的优劣。

（2）直行升弓工况下，通过对导流罩后缘倾角改形前后的表面气动噪声和远场气动噪声特性对比分析，评估改形方案的优劣。

（3）直行降弓工况下，通过对优化后的导流罩前缘倾角和后缘倾角的表面气动噪声和远场气动噪声特性对比分析，验证在降弓工况的效果。

高速列车气动噪声控制技术研究

高速列车气动噪声控制技术研究随着高速列车日益普及，现代城市交通也成为了人们生活中必不可少的一部分，高速列车运输效率高、速度快、旅程舒适，得到了广大市民的青睐。

然而，城市交通对环境和居民的噪声污染也逐渐增大，高速列车气动噪声成为了一种无法避免的问题。

一、高速列车气动噪声的来源与危害高速列车在行驶时会产生气动噪声，噪声的主要来源是列车与空气的摩擦力产生的空气涡流和湍流带来的噪声。

在高速行驶时，列车周围空气流速高，产生的压力变化较大，容易产生较大的气动噪声，严重影响了列车的运行效率和旅客的舒适感。

同时，高速列车的气动噪声也会给沿线的居民和环境带来很大的困扰，成为城市交通噪声污染的一种重要来源。

二、高速列车气动噪声控制技术的研究针对高速列车气动噪声控制方案的研究，主要从以下几个方面进行探讨：1.列车外形设计列车的外形设计是气动噪声控制的第一步。

合理的车身外形设计可以减少气动阻力，降低运行时的空气流动速度，从而减少气动噪声的产生。

各国的高速列车设计中，很多都采用了尖头式车头设计，这种设计可以降低列车前部空气阻力，提高列车的速度和行驶稳定性，并且减少了空气涡流的产生，降低了气动噪声的程度。

2.轨道的环境适应性轨道环境的适应性好，能带来更好的气动噪声效果。

对于高速铁路，一些地区由于气候、地形等原因，会引起强气流，会产生较强的气动噪声。

适当改善沿线环境，比如通过种植树木、修建护墙等手段，可以减轻气动噪声对于周围环境的扰动。

3.列车纵向阻尼列车纵向阻尼效果好，也是减少气动噪声的重要手段之一。

对于高速列车而言，高速行驶时车辆之间产生的振动和噪声是很大的，因此运用一些较好的阻尼系统和制动系统，能够减少噪声，同时保证列车的稳定性和运行安全。

4.减小车窗间距这是一种有效的控制列车气动噪声的策略之一，适用于设计速度较高的高速列车。

减小车窗间距，可以降低列车内部空气的湍流运动，从而减少气动噪声的产生。

5.轮轨噪声控制轮轨噪声是影响高速列车噪声的重要因素之一。

高速铁路运输气动噪声分析与降解方法探讨

高速铁路运输气动噪声分析与降解方法探讨随着高速铁路运输的发展，气动噪声问题日益凸显。

气动噪声是指高速列车行驶时凭借空气流经引起的噪声，对周围居民和环境造成了一定的影响。

因此，对高速铁路运输气动噪声进行准确分析并提出降解方法是一个重要的课题。

在分析高速铁路运输气动噪声之前，我们首先要了解气动噪声的产生原因。

当高速列车行驶时，空气流经车体、车窗、车轮、电缆等部件，会产生涡流和尾迹，同时也会引起噪声。

这些噪声主要包括空气波噪声、涡流噪声和尾迹噪声。

因此，针对这些噪声成因，我们可以制定相应的降噪措施。

针对高速铁路运输气动噪声的分析方法有很多种，下面我们将介绍两种经常应用的方法。

首先是数值模拟方法。

这种方法基于计算流体力学的原理，通过数值模拟计算，并得到噪声的预测结果。

数值模拟方法在预测和分析气动噪声中应用广泛，其优点是可以快速计算出复杂流动条件下的噪声分布，提供详细的噪声信息。

此外，数值模拟方法还能够评估不同降噪方案的效果，并指导设计优化。

但是，数值模拟方法也存在一些限制，如计算量大、模拟结果与实际情况存在差距等。

另一种分析方法是实测数据分析法。

通过在实际运行的高速铁路上采集噪声数据，对其进行分析和处理。

这种方法可以直接反映铁路运输中的噪声情况，具有更高的可靠性。

实测数据分析法可通过测量、分析和比较来取得准确的噪声信息，并进一步对噪声来源和影响因素进行分析。

然后可以根据分析结果制定相应的降噪方案。

除了分析方法，还有一些常用的降噪方法可以应用于高速铁路运输气动噪声的控制与降低。

首先是提高车身设计。

通过优化车体外形、减小空气阻力，降低噪声源的产生。

例如，采用空气动力学设计来减小涡流的产生，减少气动噪声的辐射。

其次是采取隔音措施。

可以在车体内部和外部表面使用隔音材料，减少气动噪声的传播和振动。

同时，还可以使用隔音窗户和隔音门等设备，减少噪声对内部空间的传递。

第三是优化轨道设计。

适当改善铁路轨道的几何形状和结构参数，可以减少列车行驶过程中产生的噪声和振动。

高速列车气动噪声特性分析及其控制

高速列车气动噪声特性分析及其控制随着高速列车的运行越来越频繁，气动噪声成为了影响列车行驶舒适性的主要因素之一。

在高速列车中，气动噪声主要由列车运行时与空气的摩擦所产生的气流声和空气流动所引起的涡旋噪声组成。

因此，对高速列车的气动噪声特性进行分析，以及有效地控制噪声，对于提高列车行驶的舒适性及其使用寿命具有重要意义。

一、高速列车气动噪声的特性分析高速列车气动噪声的特性是由列车的运行速度、车身外形、风阻特性以及空气性质等因素共同决定的。

其中，列车运行速度是影响气动噪声最重要的因素。

在列车高速运行时，气动噪声主要是由瞬间所产生的气动力引起的。

气动力是由于列车在空气中移动而产生的渐进压强差所引起的。

不同的列车速度会产生不同的气动力和气动噪声。

此外，车身外形和风阻特性也对气动噪声的产生起着重要的作用。

列车的车头设计经过了不断的优化，以减小平均运动阻力系数，但是车顶和侧面的流线设计并不完全。

这些不太完整的表面都会产生涡流和紊流，并且产生噪声。

二、高速列车气动噪声的控制为了控制高速列车的气动噪声，需要从以下几个方面入手。

1、减低列车与空气之间的阻力列车运行中产生的气体扰动最主要的来源是空气与车辆表面的摩擦。

因此，在设计列车时，需要具备减小阻力的能力。

目前，列车的车头设计已经相当成熟，可以减小运动阻力系数。

同时，列车的车窗和车门等部位也需要采用适当的密封措施，防止气体进入车内，从而减小气体扰动产生的噪音。

2、采用降噪技术目前，列车行驶过程中，采用的主要降噪技术有：被动噪声控制技术和主动噪声控制技术。

（1）被动噪声控制技术：被动噪声控制技术的主要目的是减低高速列车所产生的噪声，以保证乘客的舒适度。

该技术一般采用狭缝吸声器或声学环境控制技术等。

（2）主动噪声控制技术：主动噪声控制技术是通过引入消噪装置来达到降低噪声的效果。

主动噪声控制技术主要有智能噪声控制技术和反噪声技术两种。

3、采用先进的材料和技术为减小高速列车的气动噪声，还可以采用更加先进的材料和技术，如减音材料、空气动力学技术等。

高速列车上气动声振特性分析及其控制研究

高速列车上气动声振特性分析及其控制研究高速列车作为现代交通运输领域的重要组成部分，其安全性与舒适性一直是关注的热点问题。

其中，气动声振特性分析及其控制是重要的研究方向之一。

首先，针对高速列车上的气动声振问题，需要进行相关特性分析。

气动声振是指风切声、流动噪声、空气动力噪声等声波与物体振动相互作用产生的声振问题。

因为高速列车经过时在车厢内会产生较大的气流，因此其气动声振是较为复杂的。

一方面，高速列车的气动声振会对列车内部的乘客造成较大的噪声干扰，降低了乘坐体验。

另外一方面，过高的气动声振会对车体结构形成损害，对于列车稳定性的影响也不容忽视。

针对高速列车上的气动声振问题，应该通过实验和仿真等方式分析其特性，并在此基础上探究有效的控制策略，降低列车运行时的气动声振水平。

对于特性分析方面，可以通过对车体结构进行实验测试和数值仿真等方式进行。

例如，通过风洞实验探究车辆在高速情况下的气动特性，掌握其振动机理和振动主要发生区域；通过数值仿真构建具体列车模型，重现车体振动及噪声信号，掌握其变化规律和产生原因。

这些数据和实验结果对于制定控制策略非常有价值。

其次，为了有效控制高速列车运行时的气动声振，对于控制策略的研究也非常重要。

目前常见的气动声振控制策略主要包括振动隔离控制、主动降噪控制和结构优化控制等。

振动隔离控制通过采用具有隔振性能的材料或结构改善车体震动特性，达到减振的效果；主动降噪控制则是通过喇叭、扬声器等音源发出反向声波，抵消车内的噪声信号；结构优化控制则是通过改善列车结构设计，减少车体在高速情况下的气动影响，从而达到控制气动声振的目的。

这些控制策略的选择应根据实际情况进行调整，比如针对不同场景选择不同的控制策略，从而达到更加理想的控制效果。

综合以上分析，高速列车上的气动声振特性分析及控制研究是一个综合性难度比较大的课题。

需要通过实验和仿真模拟掌握列车的气动行为，同时探究有效的控制策略，降低列车运行时的气动声振水平。

高速列车气动噪声数值仿真

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引言
随着高速列车速度的提高，噪声污染越来越，严重高速列车气动噪声随速度提升而迅速增加，远高于其他噪声增长幅度．研究表明，当列车运行速度高于 300 km / h，列车运行产生的气动噪声将替代轮轨噪声成为高速列车的主要噪声源．通常，高速列车气动噪声与速度的 6 ～ 8 次方成正［2 ］比，而其他噪声与速度的 2 ～ 3 次方成正比．如何准确地预测高速列车的气动噪声是一个非常有意义的课题．相互作用导致气体的扰动而辐射的噪声气动噪声是指气体自由流动或者物体和气体［3 ］．当前
车身长 l = 76． 6 m，高度 h = 3． 8 m，宽度 w = 3． 2 m．根据相关文献及研究对象的特点，计算区域的总长为 L ＞ 5 l ，高度 H ＞ 20 h，宽度 W ＞ 25 w ，按此取计算域长度 400 m，宽度 110 m，高度 80 m．计算域如图 2 所示．
针对近场噪声，直接监测车身表面定点的脉动压力，对监测所得表面脉动压力的时域值，利用快速傅立叶变换 ( FFT ) 转换到频域．通过 Ffowcs Williams and Hawkings ( FWH ) 方程计算远场噪得到高速列车气动噪声特性．声， 1 ． 1 纳维－斯托克斯方程( NS 方程) 在流体力学中，流体视为连续介质且充满整个空间，并满足物理守恒定律，相对应的数学描述就 S 方程: 是流体的基本控制方程 N-
3． 2
高速列车车头曲面远场气动噪声数值分析高速列车运行时，与空气作用引起的气动噪

铁路噪声

1、高速列车气动噪声特性分析与降噪研究——刘加利随着列车运行速度的提高，很多在低速时被合理忽略的问题都变得越来越明显，并严重制约着列车速度的提高。

沈志云指出，普通列车的动态环境以机械、电气为主，而高速列车的动态环境以气动作用为主，由此带来的最大限制莫过于气动噪声。

马大炜也指出铁路高速化中的环保问题莫过于噪声的影响，随着列车速度的增加，气动噪声逊色增大，在高速时将成为高速列车噪声的主要来源。

日本S2500系高速列车,设计速度和试验速度均超过350km/h,但受到噪声标准的限制,只能以300km/h的速度运行。

上海磁悬浮列车的设计速度达430km/h,但受噪声标准的限制,在市区内只能以200km/h的速度运行。

气动噪声与速度的六次方成正比,随着列车运行速度的提高,高速列车气动噪声将急剧增大,过大的气动噪声将产生环境污染,不仅严重影响乘客的乘坐舒适度和铁路沿线人员的正常生活,还可能引起铁路沿线有关设备和建筑物的疲劳破坏。

噪声超标已成为限制列车速度的主要因素,制约着高速铁路的可持续发展。

列车噪声主要由牵引噪声、轮轨噪声和气动噪声组成。

它们与列车度度的关系如图。

三类噪声对总噪声的贡献量与车速有关,在低速时, 牵引噪声对总噪声的贡献量最大,占主导地位。

随着列车运行速度的提高,轮轨噪声对总噪声的贡献量将超过牵引噪声,占主导地位。

随着列车运行速度的进一步提高,气动噪声对总噪声的贡献量将超过轮轨噪声,占主导地位。

由此将产生两个临界速度,称为声学转变速度。

当轮轨噪声得到很好的控制后,Vt1将变大,而Vt2将变小,也就是说在低速区域内,牵引噪声将在更高的车速下占主导地位,而在高速区域内,气动噪声将在更低的车速下占主导地位[12]。

高速列车的噪声主要包括轮轨噪声和气动噪声。

轮轨噪声包括轮滚动噪声，冲击噪声和曲线啸叫。

高速铁路的曲线半径非常大，而且钢轨采用的是无缝钢轨，因此高速铁路的轮轨噪声主要是轮轨滚动噪声。

轮轨滚动噪声是由轮轨表面粗糙度激发车轮、钢轨和轨枕结构振动而产生的，在欧美国家，轮轨噪声早已引起了高度重视，目前在轮轨噪声预测，以及降噪方面的研究已经展开，随着轮轨噪声的有效控制，以及列车运行速度的不断提高，气动噪声已经成为高速铁路噪声中重要的部分。

高铁运行工况下空气动力噪声与振动影响分析

高铁运行工况下空气动力噪声与振动影响分析随着高铁的快速发展，人们对高铁列车的噪声和振动影响越来越关注。

在高铁运行过程中，空气动力噪声和振动是两个主要的噪声源，会对列车内外的环境和乘客产生一定的影响。

因此，分析高铁运行工况下空气动力噪声与振动的影响，对于改善列车内外环境以及乘客的舒适性具有重要意义。

首先，我们来看一下高铁运行过程中产生的空气动力噪声。

空气动力噪声主要来自于列车的运行速度和风阻力。

当高铁列车高速行驶时，空气阻力将产生压力波，这些压力波在列车周围形成空气动力场，并且会产生相应的噪声。

空气动力噪声的频率范围通常在几十赫兹到几千赫兹之间，这个频率范围对人耳来说是比较敏感的。

因此，高铁列车的空气动力噪声需要得到有效控制，以降低对乘客和周围环境的影响。

其次，高铁运行过程中还会产生振动噪声。

振动噪声主要来自于列车的震动和车轮与轨道之间的摩擦声。

当高铁列车行驶在铁轨上时，轮胎与轨道之间会产生振动，这些振动会通过列车车体传导到乘客座位和车辆结构上，从而产生振动噪声。

振动噪声的频率范围一般在几赫兹到几十赫兹之间，这个频率范围对人体的影响也是比较明显的。

因此，降低列车的振动噪声是提高乘客舒适性的关键。

为了分析高铁运行工况下空气动力噪声与振动的影响，可以采取以下几种方法。

首先，可以使用传感器在高铁列车不同位置上进行实时测量和监测。

通过实时监测，我们能够获取空气动力噪声和振动的实时数据，并进行分析。

其次，可以通过计算机模拟和仿真来模拟高铁运行过程中产生的空气动力噪声和振动。

通过模拟和仿真，我们可以得到列车在不同速度下空气动力噪声和振动的变化规律。

最后，可以借助实验室的试验设备，在模拟高铁运行条件下进行实验研究。

通过实验研究，我们可以探究不同参数和因素对空气动力噪声和振动的影响程度。

为了降低高铁运行工况下的空气动力噪声与振动影响，可以采取一些有效的控制措施。

首先，可以在列车设计的初期就考虑到减少空气动力噪声和振动的要求。

高速列车气动噪声的理论研究与数值模拟的开题报告

高速列车气动噪声的理论研究与数值模拟的开题报告一、研究背景和意义高速列车作为现代化交通工具，其极具发展潜力和广阔前景。

然而，高速列车的气动噪声问题备受关注。

高速列车在高速行驶时，会产生由于空气流过车身表面而产生的噪声，如果不得到有效控制，很容易对乘客、驾驶员和周围环境造成不可忽视的负面影响。

因此，研究高速列车气动噪声的理论和数值模拟，具有重大的科学意义和实用价值。

本文旨在基于理论分析和数值模拟，探究高速列车气动噪声的特性和产生机理，为其进一步的控制和降噪提供科学依据和技术支持。

二、研究内容和方法1.研究高速列车气动噪声的理论基础和产生原理，探究影响气动噪声的主要因素；2.建立高速列车气动噪声的数值模型，使用计算流体力学（CFD）方法，模拟高速列车通过隧道、桥梁等场景中的气动噪声；3.分析高速列车气动噪声的频率特性、声场分布和声压级等参数，探究不同工况条件下气动噪声的变化规律；4.探索高速列车气动噪声控制和降噪的技术手段和方法。

三、预期结果和目标通过本论文的研究，预期达到以下目标和结果：1.深入探究高速列车气动噪声的机理和特性，为其进一步控制和降噪提供科学理论和技术基础；2.建立高速列车气动噪声的数值模拟模型，模拟高速列车在不同场景中的气动噪声，获知噪声的频率特性、声场分布和声压级等参数；3.分析高速列车气动噪声产生机理和控制方法，提出一些有效的降噪方案和技术手段；4.对高速列车气动噪声的研究结果进行实际应用和推广，为高速列车的安全、环保和社会效益做出贡献。

四、论文结构安排本论文预计分为以下几个部分：1.绪论：介绍高速列车气动噪声问题的背景和意义，阐明研究内容和方法，分析预期结果和目标；2.课题背景与技术路线：介绍高速列车气动噪声的相关工作和研究现状，阐述本文的研究方法和技术路线；3.高速列车气动噪声的理论分析：对高速列车气动噪声的机理和产生原理进行理论分析，探究影响气动噪声的主要因素；4.高速列车气动噪声的数值模拟：建立高速列车气动噪声的数值模拟模型，使用CFD方法，模拟高速列车通过不同场景中的气动噪声；5.高速列车气动噪声的特性分析：分析高速列车气动噪声的频率特性、声场分布和声压级等参数，探究不同工况条件下气动噪声的变化规律；6.高速列车气动噪声的控制与降噪：探索高速列车气动噪声的控制和降噪技术手段和方法；7.结论：总结本文的研究成果，对高速列车气动噪声的控制与降噪提出建议和展望。

基于气动噪声数值分析的高速列车等效通过噪声预测

基于气动噪声数值分析的高速列车等效通过噪声预测姜旭东;颜佳慧;李盈利;闫仕光;汤宴宁【期刊名称】《铁道科学与工程学报》【年(卷),期】2024(21)5【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ANSYS FLUENT,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Ffowcs Williams-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(L_(Amax))、声暴露级(SEL)和短时等效连续声压级(L_(Aeq,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。

【总页数】10页(P1737-1746)【作者】姜旭东;颜佳慧;李盈利;闫仕光;汤宴宁【作者单位】中南大学交通运输工程学院;中南大学轨道交通安全教育部重点实验室;中车长春轨道客车股份有限公司;中国空气动力研究与发展中心气动噪声控制重点实验室【正文语种】中文【中图分类】U270.2【相关文献】1.高速列车动车转向架气动噪声数值分析2.高速列车表面气动噪声偶极子声源分布数值分析3.基于神经网络方法的高速列车车外气动噪声预测4.高速列车车头的气动噪声数值分析5.高速列车外流场及气动噪声特性数值分析因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

高速列车空气动力噪声预测仿真技术分析

高速列车空气动力噪声预测仿真技术分析近年来，高速列车作为一种重要的交通工具，受到了越来越多人的关注。

然而，高速列车在运行过程中产生的噪声问题一直是困扰着乘客和沿线居民们的难题。

为了解决这一问题，空气动力噪声预测仿真技术应运而生。

首先，我们需要了解空气动力噪声的来源。

高速列车在高速行驶过程中，会产生空气动力噪声，主要是由列车的运行、空气的挤压和空气的流动引起的。

因此，准确预测和分析空气动力噪声的特性是解决这一问题的关键。

空气动力噪声的预测仿真技术利用计算流体力学（CFD）和有限元分析（FEA）等数值方法，通过对列车在运行过程中的气动特性进行模拟和计算，来预测和分析空气动力噪声的发生和传播。

在进行空气动力噪声预测仿真技术分析时，首先需要进行列车的数值模型建立。

这包括对列车的几何形状和结构进行准确的测量和建模。

然后，通过使用计算流体力学软件进行数值模拟，模拟列车在高速行驶过程中空气的流动和气动力的作用，得出列车表面的压力分布和气动特性。

在模拟完成后，可以通过结果解析软件进一步分析空气动力噪声的频谱特性和传播路径。

通过对列车表面压力和气动特性的分析，可以确定噪声产生的主要位置和原因。

同时，可以通过对空气流动的路径和速度分析，确定噪声的传播方式和传播路径。

在空气动力噪声预测仿真技术的分析中，还需要考虑到列车的运行速度和环境因素。

列车的运行速度是影响空气动力噪声产生和传播的重要因素之一。

同时，环境中的其他噪声和风场也会对空气动力噪声的产生和传播产生影响。

因此，在进行分析时需要将这些因素纳入考虑范围。

通过对高速列车空气动力噪声预测仿真技术的分析，可以帮助我们更好地了解噪声的产生机理和传播规律，为解决噪声问题提供科学依据。

同时，可以通过对列车结构和气动设计的优化，减少空气动力噪声的产生和传播。

此外，空气动力噪声预测仿真技术在列车设计和改进中也扮演着重要的角色。

通过对列车不同部位的气动特性进行分析，可以帮助设计师进行结构改进和优化，减少噪声的产生和传播。

高速列车动车组的气动噪声特性分析

高速列车动车组的气动噪声特性分析随着现代化的快速发展，高速列车动车组在我国交通运输领域所占比重越来越大。

然而，随之产生的气动噪声问题也成为人们关注的焦点之一。

本文旨在深入分析高速列车动车组的气动噪声特性，探究其成因及应对措施。

首先，气动噪声是由列车高速行驶时的空气流动所产生的声音。

这种声音的主要成因就是列车在高速运行过程中，空气对列车车体、车轮、车架等部位产生的压力差所引起的气动力振动，继而再造成振动声。

为了更好地了解气动噪声产生的原理，我们需要对气动力学基本概念进行了解。

气动噪声中的主要参数是气动阻力、气动力矩和气动力，其中气动力振动是气动噪声的主要分量。

空气流动的速度、粘度、密度和流量等因素都会影响气动阻力、气动力矩和气动力的大小以及振幅和频率的变化。

因此，为了降低气动噪声产生，需要对这些气动因素进行调整和优化。

在高速列车动车组的设计中，应当采用科学的气动设计减少气动噪声的产生。

通过对列车车体和车轮的形状进行优化设计，可以降低空气对列车车体的阻力，减少气动噪声的产生。

另外，在车轮和轨道间设置适当的泥槽，可有效地控制汽车产生的气体流动和噪声的产生。

除此之外，在维护和保养时也应重视气动噪声的问题。

以车体清洗为例，应采用科学的清洗方法，将车体表面的沉积物、污垢彻底清理干净，防止这些杂质对列车的气动状态造成影响，从而降低气动噪声的产生。

此外，在气动噪声的减弱措施中，安装吸音装置也是不可或缺的。

这是因为吸音装置能够有效地吸收噪声，从而减轻噪声的传播，并起到隔音的作用，最大限度地减少对周围环境产生的影响。

总的来说，高速列车动车组的气动噪声问题必须引起足够的重视。

为了实现列车的高速度、高效率和高安全性，必须在列车的设计、运营和维护等各个环节中采取措施，尽可能地减少气动噪声的产生，防止其对周围环境和人们的生活造成影响。

29_高速列车噪声与振动抑制

高速列车噪声与振动抑制第一部分高速列车噪声与振动概述 (2)第二部分噪声与振动产生机理分析 (4)第三部分噪声与振动测量方法研究 (7)第四部分噪声与振动对高速列车影响评估 (10)第五部分高速列车结构优化降噪策略 (13)第六部分车辆悬挂系统减振设计 (17)第七部分空气动力学噪声控制技术 (19)第八部分铁轨及路基振动抑制措施 (22)第九部分控制策略的仿真与试验验证 (24)第十部分噪声与振动抑制技术发展趋势 (27)第一部分高速列车噪声与振动概述高速列车噪声与振动概述随着现代交通运输的迅速发展，高速列车作为其中的一种重要交通工具，其速度、舒适性和安全性受到了广泛关注。

然而，在高速运行过程中，高速列车产生的噪声和振动不仅影响乘客的乘坐体验，还可能对沿线居民的生活环境造成不良影响。

因此，对高速列车噪声与振动的研究和抑制技术的发展具有重要意义。

一、高速列车噪声产生机理及特点1.气动噪声：高速列车在行驶过程中，车体与空气之间的相互作用会产生气流分离、涡旋生成等现象，从而引发气动噪声。

这种噪声通常以低频成分为主，并随列车速度的提高而增强。

2.轮轨噪声：高速列车轮子与钢轨间的接触、冲击和滑移等过程会导致轮轨噪声的产生。

轮轨噪声主要包括滚动噪声、滑行噪声和冲击噪声等，高频成分较为明显。

3.机械噪声：高速列车内部各部件（如电机、轴承、齿轮箱等）运转时发出的声音，以及车辆间连接器的碰撞声等都属于机械噪声。

二、高速列车振动产生机理及特点1.轮轨系统振动：由于轨道不平顺、车轮不圆等原因，高速列车在行驶过程中会产生轮轨振动。

这种振动主要表现为横向振动和垂向振动。

2.结构动力学响应：高速列车车身结构在受到外部扰动（如风荷载、地形起伏等）时，会发生弹性变形并传递到车内空间，形成结构动力学响应。

3.内部振动：高速列车内部设备（如空调、电气设备等）运转时产生的振动，以及旅客活动等也会引起列车内部振动。

三、高速列车噪声与振动的影响1.对人体健康的影响：长期处于高速列车噪声与振动环境中，可能会导致乘客和工作人员出现听力损伤、心理压力增加、睡眠质量下降等症状。

不同车速下高速列车头车气动噪声数值模拟

不同车速下高速列车头车气动噪声数值模拟李扬;罗江泽;刘晓日;黎苏;邓展鹏;聂锐【摘要】对某型号高速列车头车构建1∶1三维模型的CFD网格,进行数值模拟仿真计算并将结果进行公式拟合.模拟研究在列车直行且无侧向风条件下,改变列车行驶速度,高速列车头车表面气动噪声源分布规律以及列车表面气动噪声与车速之间的关系.结果表明:高速列车头车表面气动噪声主要产生在头车尖端,且受流线型曲面光滑程度影响较大,受流线型曲面之后的部分影响较小;高速列车头车表面气动噪声声功率与车速的5.6次幂成正比.降低头车表面气动噪声的措施为增大流线型曲面的曲率半径等.通过对不同车速下高速列车头车表面气动噪声源的数值模拟仿真计算,为列车模型风洞实验以及实车测试提供数据参考,也对高速列车降低气动噪声提供一定依据.【期刊名称】《内燃机与动力装置》【年(卷),期】2018(035)003【总页数】6页(P6-11)【关键词】高速列车;气动噪声;数值模拟;宽频模型;降噪措施【作者】李扬;罗江泽;刘晓日;黎苏;邓展鹏;聂锐【作者单位】河北工业大学能源与环境工程学院,天津300401;河北工业大学能源与环境工程学院,天津300401;河北工业大学能源与环境工程学院,天津300401;河北工业大学能源与环境工程学院,天津300401;河北工业大学能源与环境工程学院,天津300401;河北工业大学能源与环境工程学院,天津300401【正文语种】中文【中图分类】U260.16高速列车气动噪声问题涉及车辆空气动力学和气动声学。

对此类问题的研究可以采用直接测量、风洞模拟试验测量和数值仿真分析的方法。

线路直接测量可获得比较真实的声场数据(声压、声功率级等)，但是存在如下问题。

1)测量点不可能布置太多，因此所获声场参数有限。

2)受线路条件、列车运营条件，气候条件限制，某些部位无法布置测点。

3)所测声场参数包含有环境背景噪声，设备振动噪声，轮轨接触噪声，尽管可通过频域分析滤去部分非气动噪声，但仍不容易清晰了解气动噪声源的分布。

CRH2型高速列车气动噪声及其影响的数值计算的开题报告

CRH2型高速列车气动噪声及其影响的数值计算的开题报告一、选题意义与背景高速列车作为我国铁路运输的重要组成部分，其发展已经成为了国民经济的重要支柱。

然而，高速列车在运行过程中会产生噪声和振动，这些噪声和振动不仅会影响乘客的乘坐舒适性，还会对通过铁路沿线的居民、野生动物以及环境造成不利的影响。

特别是高速列车的气动噪声，阻碍了我国高速列车运行环境的进一步改善和提高。

本文立足于探究CRH2型高速列车气动噪声及其影响，对此进行数值模拟计算，为我国高速铁路运行环境的改善提供科学依据。

二、研究目标和内容本文的研究目标是对CRH2型高速列车气动噪声进行数值计算，并量化其对周围环境的影响。

具体内容包括：1.收集CRH2型高速列车的相关数据，如车体外形、速度、空气动力学参数等；2.建立CRH2型高速列车的数值模型，并进行流场模拟和气动噪声计算；3.分析模拟计算结果，评估CRH2型高速列车对周围环境的气动噪声影响；4.提出改善高速列车气动噪声的建议，并探索相应的技术手段。

三、预期成果本文的预期成果主要包括：1.建立CRH2型高速列车数值模型，获得列车运行过程中的流场及气动噪声分布情况；2.分析气动噪声的影响因素，确定其对周围环境的影响程度；3.提出改善高速列车气动噪声的具体建议，为我国高速铁路运行环境的改善提供技术支持。

四、研究方法和技术路线本文采用数值模拟方法，通过ANSYS等软件建立CRH2型高速列车的数值模型，并进行流场模拟和气动噪声计算。

具体技术路线如下：1.搜集高速列车相关数据，如车体外形、速度、空气动力学参数等；2.建立高速列车的数值模型，包括列车外形、车轮尺寸、空气动力学参数等；3.进行CFD计算，对列车运行过程中的流场情况进行模拟；4.计算气动噪声，提取列车产生的相应波形和频谱；5.对模拟结果进行分析，并进行验证。

五、可行性分析和存在的问题本文所采用的数值模拟方法，在气动噪声研究领域已经有广泛的应用和成功案例。

高速列车气动噪声Lighthill声类比的有限元分析

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状态气动噪声源主要集中在与车身气动外形密切相关的三类位置上，且通过当前模型可以有效剖析列车车身气动外
形设计对气动噪声的影响以及相应的高速列车低噪音优化途径。关键词：声学；气动声学；声类比；有限元；高速列车；风噪声中国分类号：２８Ｕ３文献标识码：ＡＤ编码：０３６／ｉｎ１０．３５２１．４１ＯＩ１．９９．ｓ．０６１５．０１．９ｊｓ００
型直接求解的声源量如下。如前所述，定义标量函数后，应的频域有限元弱解形式可写为相
ｓｏ湍流模型。此模型针对标准ＫＥ模型中的各项ｉｎｌ — 同性雷诺应力假设，流黏性因数估计和湍流耗散湍机制等问题做了较大改进，能够较好解析分离流动和二次流等问题，比较适合模拟当前问题中车身近