250～400 km/h高速列车气动声学性能的仿真研究

摘要：

高速列车是我国重点关注的现代化高速交通工具,速度由350 km/h提升至400 km/h,对其产生气动噪声水平提出了更高要求.为了探究高速列车的噪声源及声辐射控制机制,基于大涡模拟(LES)和Ffowcs Williams and Hawkings(FW-H)方程,对某型1︰8缩比3车编组高速列车开展数值模拟仿真,得到了其在400 km/h速度等级的流场特征,研究了随速度的提升各部件偶极子声源能量占比及整车远场辐射噪声变化规律,并获取了转向架区域的辐射噪声及其对整车辐射噪声的贡献主体频段.研究结果表明:高速列车的主要气动噪声源为转向架区域;在250,300,350和400 km/h速度级下,整车远场辐射噪声声压级最大值分别为87.2,91.9,96.9及102.3 dB(A),沿流向整体呈下降趋势;噪声频谱呈宽频带和峰值结合的特征,且随速度提升,峰值频率和主体能量范围缓慢向高频偏移;在400 km/h速度级下,转向架区域偶极子声源能量占比约23.63％,远场辐射噪声声压级平均值为96.6 dB(A),较350 km/h运行时偶极子声源能量占比增加1.68％,声压级平均值增加5.2 dB(A),其中头车1位转向架辐射噪声声压级平均值增量为5.7 dB(A),对转向架区域辐射噪声贡献的占比由约69％增长至78％;与整车的噪声频谱相比,转向架区域占中低频噪声的主体部分,且呈单峰值特征.研究结果对时速400 km的高速列车的气动声学设计有一定参考价值.

关键词：高速列车、气动噪声、大涡模拟、数值仿真

所属期刊栏目：20

分类号：U271.91(车辆工程)

资助基金：中国国家铁路集团有限公司科技研究开发计划P2019J008

在线出版日期：2023-10-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：3242-3250