高速列车车头的气动噪声数值分析

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用为主，由此带来的最大变化和限制莫过于噪声。文］／献［指出当列车的运行速度达到３列车运２００ｋｍｈ，行所产生的气动噪声将会超过轮轨噪声，成为高速列发展高速列车，必须对气动车的主要噪声。由此可见，噪声加以研究和控制。高速列车气动噪声属于流体声学的范畴，可以看作是流体力学和声学的交叉学科。目前对于高速列车
；修回日期：收稿日期：２０１００１２７２０１０１１１１－－－－）基金项目：“ 十一五 ” 国家科技支撑计划（２００９ＢＡＧ１２Ａ０１１２－Ｃ：（ —），，作者简介刘加利１男山东临沭人，博士研究生。９８５：＿Ｅ－ｍａｉｌｌｉｕｌ１２３＠１６３．ｃｏｍｊ
，表示直角坐标分量，ｉ２，３；ｊ＝１， ρ为列车周围流场的空气密度；ｐ为列车周围流场的空气压力； μ 表示空气动力黏度；ｔ为时间。稳态流场计算采用标准ｋ其控制方－ ε 湍流模型，程为
第３３卷第９期０１１年９月２
铁道学报ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＴＨＥＣＨＩＮＡＲＡＩＬＷＡＹＳＯＣＩＥＴＹ
Ｖｏｌ．３３Ｎｏ．９Ｓｅｔｅｍｂｅｒ０１１２ｐ
／ｕｘ０ｉｉ＝
２
（１）
，并已开始应用于高速列车气动噪声
。在试验研究方面，人们为了认识高速列车
产生机理和传播规律进行了大量试气动噪声的特性、
］８１２－，验［指出列车运行产生的脉动压力是气动噪声源，
ｕｕｐ μ ｕ１ｉｉｉ（２）＋ｕ＝－＋ｊｔｘｘｘｘｉｊｊｊ ρ ρ 式中：ｕｕｘｘｉ、ｉ、ｊ表示列车周围流场的空气速度分量；ｊ
２０
铁道学报
第３３卷
气动噪声的研究方法主要有理论研究、试验研究和数影响深远的是Ｌ值研究。在理论研究方面，ｉｈｔｈｉｌｌ声ｇ学比拟理论的预测
［７］［］３６－
１８］以采用不可压缩黏性流场，其基本控制方程为［
ＮｕｍｅｒｉｃａｌＡｎａｌｓｉｓｏｎＡｅｒｏｄｎａｍｉｃＮｏｉｓｅｙｙｔｈｅＨｉｈｓｅｅｄＴｒａｉｎＨｅａｄｏｆ－ｇｐ
，，ｅＬＩＵＪｉａｌｉＨＡＮＧＪｉＨＡＮＧＷｅｉｈｕａＺＺｙ－－－
（）文章编号：１００１８３６０２０１１０９００１９０８－－－
高速列车车头的气动噪声数值分析
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ刘加利，张继业，张卫华
（）西南交通大学牵引动力国家重点实验室，四川成都６１００３１摘要：随着列车运行速度的提高，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建立高速列车三维绕流流场的数学物理模型，分别键之一。本文对高速列车车头气动噪声进行数值分析。首先，利用标准ｋ基于稳态流场，利用宽频带噪声－ ε 湍流模型和大涡模拟计算高速列车的外部稳态和瞬态流场。然后，源模型计算高速列车车身表面气动噪声源；基于瞬态流场，分析车身表面脉动压力的时域及频域特性；利用计算高速列车远场气动噪声，分析远场气动噪声的时域及频域特性。本文对研究和控制Ｌｉｈｔｈｉｌｌ声学比拟理论，ｇ高速列车气动噪声具有一定意义。关键词：高速列车；气动噪声；大涡模拟；宽频带噪声源模型；Ｌｉｈｔｈｉｌｌ声学比拟理论ｇ：／中图分类号：Ｕ２９２．９１４文献标志码：Ａｄｏｉ１０．３９６９８３６０．２０１１．０９．００３．ｉｓｓｎ．１００１－ｊ