CRH380B型高速列车空气动力噪声的数值模拟研究
发布时间：2022-07-14 16:21
随着中国高速铁路的不断发展,高速铁路的一些问题也相继出现。列车行驶速度不断提高的同时,气动噪声成为高速列车的主要噪声源并且成为当前亟待解决的问题。在我国对高速铁路标准的建立和完善过程中,铁路沿线的环境噪声标准也愈发严格。在该环境标准下,高速铁路的速度被相对限制。为了建造出速度更快的高速列车,降低气动噪声应是列车设计过程中最重要的问题之一。气动噪声主要来源于高速列车与空气进行较快速度摩擦时在列车上产生大小涡旋而产生的脉动压力。现阶段,研究气动噪声较为普遍的方法是对高速列车进行建模,并数值模拟及分析其运动过程。本文采用lighthill声类比理论的混合方法,数值模拟计算CRH380B型高速列车的气动噪声。分析了不同速度下列车表面偶极子声源分布情况,相同速度下列车不同强噪声源处的声压级,并与CRH1、CRH2型高速列车的上述内容进行数据对比。计算CRH380B型高速列车在远场区域的噪声分布,横向衰减规律,标准测点的声压以及与CRH1、CRH2型高速列车的部分内容进行数据对比。准确研究分析CRH380B型高速列车的气动性能。主要工作内容及结论如下:建立了CRH380B型高速列车的列车模型以及流...
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国外气动噪声研究现状
1.2.2 国内气动噪声研究现状
1.3 本论文的主要研究内容
2 气动声学理论基础
2.1 流体动力学理论及数值计算方法
2.1.1 流体动力学基本方程
2.1.2 湍流模型及其数值计算方法
2.2 气动声学理论及数值计算方法
2.2.1 气动声学的基本理论
2.2.2 气动噪声数值研究方法
2.3 声学边界元法
2.3.1 Helmholtz方程
2.3.2 声学边界元法
2.3.3 声学基本参数
3 高速列车近场数值计算
3.1 流场计算几何模型的建立
3.2 高速列车流场计算模型的建立
3.3 高速列车近场计算分析
3.3.1 近场的稳态计算
3.3.2 近场的非稳态计算
3.4 小结
4 高速列车表面偶极子声源计算分析
4.1 高速列车表面偶极子声源分布分析
4.2 列车表面偶极子声源频域特性分析
4.2.1 CRH380B型车表面偶极子声源频域特性
4.2.2 CRH1、CRH2 型车表面偶极子声源频域特性及其对比
4.3 列车局部强声源频域特性分析
4.3.1 CRH380B型车强噪声源分析
4.3.2 CRH1、CRH2 型车强噪声源及其对比
4.4 小结
5 高速列车远场气动噪声分析
5.1 边界元计算模型的建立
5.2 远场噪声分布分析
5.3 远场噪声指向性分析
5.4 噪声横向衰减规律分析
5.5 标准测点处噪声情况分析
5.5.1 不同运行速度下CRH380B型高速列车标准测点处噪声情况分析
5.5.2 不同车型标准测点处噪声情况分析及其对比
5.6 小结
结论
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]高速列车气动噪声源远场噪声贡献度研究[J]. 张军,朱程. 中国铁道科学. 2019(02)
[2]基于DES模型翼型尾缘气动噪声数值研究[J]. 詹枞州,叶舟,田鹏,宋建业. 热能动力工程. 2019(02)
[3]基于算法优化的中国高速动车组车外噪声源识别研究[J]. 李晏良,李志强,何财松,陈迎庆. 中国铁道科学. 2019(01)
[4]高速列车头型近场与远场噪声预测[J]. 高阳,李启良,陈羽,王毅刚,钱堃. 同济大学学报(自然科学版). 2019(01)
[5]高速列车受电弓气动噪声频谱分析[J]. 柳丛彦,李人宪,陆晓柳. 机械设计与制造. 2019(01)
[6]轮轨耦合振动行为下高速轮轨噪声研究综述[J]. 杨逸航,李金良,王军平,刘吉华. 内燃机与配件. 2018(22)
[7]高速列车转向架舱对转向架区域流场与气动噪声影响[J]. 朱剑月,任利惠,雷震宇. 同济大学学报(自然科学版). 2018(11)
[8]高速列车气动噪声特性及其受电弓降噪研究[J]. 崔健,袁天辰,杨俭. 计算机仿真. 2018(11)
[9]大风环境下高速列车加速运行气动特性研究[J]. 刘智超,周丹,梁习锋,牛纪强. 铁道学报. 2018(07)
[10]高速列车受电弓气动噪声分布特性及仿生降噪研究[J]. 王洋洋,周劲松,宫岛,刘海涛. 噪声与振动控制. 2018(S1)
硕士论文
[1]不同运行环境下高速列车气动性能研究[D]. 王政.西南交通大学 2018
[2]高速列车表面脉动压力模型试验与提取方法研究[D]. 同晓雅.西南交通大学 2018
[3]基于杆件截面优化的高速列车受电弓低噪声设计[D]. 侍荣春.西南交通大学 2018
本文编号：3661473
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国外气动噪声研究现状
1.2.2 国内气动噪声研究现状
1.3 本论文的主要研究内容
2 气动声学理论基础
2.1 流体动力学理论及数值计算方法
2.1.1 流体动力学基本方程
2.1.2 湍流模型及其数值计算方法
2.2 气动声学理论及数值计算方法
2.2.1 气动声学的基本理论
2.2.2 气动噪声数值研究方法
2.3 声学边界元法
2.3.1 Helmholtz方程
2.3.2 声学边界元法
2.3.3 声学基本参数
3 高速列车近场数值计算
3.1 流场计算几何模型的建立
3.2 高速列车流场计算模型的建立
3.3 高速列车近场计算分析
3.3.1 近场的稳态计算
3.3.2 近场的非稳态计算
3.4 小结
4 高速列车表面偶极子声源计算分析
4.1 高速列车表面偶极子声源分布分析
4.2 列车表面偶极子声源频域特性分析
4.2.1 CRH380B型车表面偶极子声源频域特性
4.2.2 CRH1、CRH2 型车表面偶极子声源频域特性及其对比
4.3 列车局部强声源频域特性分析
4.3.1 CRH380B型车强噪声源分析
4.3.2 CRH1、CRH2 型车强噪声源及其对比
4.4 小结
5 高速列车远场气动噪声分析
5.1 边界元计算模型的建立
5.2 远场噪声分布分析
5.3 远场噪声指向性分析
5.4 噪声横向衰减规律分析
5.5 标准测点处噪声情况分析
5.5.1 不同运行速度下CRH380B型高速列车标准测点处噪声情况分析
5.5.2 不同车型标准测点处噪声情况分析及其对比
5.6 小结
结论
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]高速列车气动噪声源远场噪声贡献度研究[J]. 张军,朱程. 中国铁道科学. 2019(02)
[2]基于DES模型翼型尾缘气动噪声数值研究[J]. 詹枞州,叶舟,田鹏,宋建业. 热能动力工程. 2019(02)
[3]基于算法优化的中国高速动车组车外噪声源识别研究[J]. 李晏良,李志强,何财松,陈迎庆. 中国铁道科学. 2019(01)
[4]高速列车头型近场与远场噪声预测[J]. 高阳,李启良,陈羽,王毅刚,钱堃. 同济大学学报(自然科学版). 2019(01)
[5]高速列车受电弓气动噪声频谱分析[J]. 柳丛彦,李人宪,陆晓柳. 机械设计与制造. 2019(01)
[6]轮轨耦合振动行为下高速轮轨噪声研究综述[J]. 杨逸航,李金良,王军平,刘吉华. 内燃机与配件. 2018(22)
[7]高速列车转向架舱对转向架区域流场与气动噪声影响[J]. 朱剑月,任利惠,雷震宇. 同济大学学报(自然科学版). 2018(11)
[8]高速列车气动噪声特性及其受电弓降噪研究[J]. 崔健,袁天辰,杨俭. 计算机仿真. 2018(11)
[9]大风环境下高速列车加速运行气动特性研究[J]. 刘智超,周丹,梁习锋,牛纪强. 铁道学报. 2018(07)
[10]高速列车受电弓气动噪声分布特性及仿生降噪研究[J]. 王洋洋,周劲松,宫岛,刘海涛. 噪声与振动控制. 2018(S1)
硕士论文
[1]不同运行环境下高速列车气动性能研究[D]. 王政.西南交通大学 2018
[2]高速列车表面脉动压力模型试验与提取方法研究[D]. 同晓雅.西南交通大学 2018
[3]基于杆件截面优化的高速列车受电弓低噪声设计[D]. 侍荣春.西南交通大学 2018
本文编号：3661473
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