高速列车表面气动噪声偶极子声源分布数值分析

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1、万方数据第46卷第6期2011年12月西南交通大学学报JOURNAL0FSOUTHWESTJIAOTONGUNIVERSITYV01．46No．6Dec．20ll文章编号：0258-2724(2011)06JD996聊DoI：10．3969／j．i8sn．0258-2724．2011．06．018·．_

2、‘口同速列车表面气动噪声偶极子声源分布数值分析郑拯宇1’2，李人宪1(1．西南交通大学机械工程学院，四川成都61003l；2．重庆理工大学莺庆汽车学院，重庆400054)摘要：以Lig}Ithiu方程为基础，采用边界元法并与计算流体动力学相结合，对高速列车

3、表面气动噪声偶极子声源进行数值分析，以获得高速列车表面气动噪声偶极子声源分布．探讨了不同车速工况下列车车身表面气动偶极子声源的强弱及其分布特征，在此基础上对基于表面气动偶极子声源的列车外部气动声场进行了数值分析．研究表明：列车运行速度为270kⅡ∥h、频率为2．5kHz时，声压级在90dB以上的气动偶极子声源主要分布在车底转向架附近，其最大声源声压级约97dB，是高速列车主要的气动噪声源区．关键词：车辆噪声；气动声学；非稳态流；大涡模拟(LES)；边界元法(BEM)中图分类号：0354文献标志码：ANumericalAnalysis0fAerodynami

4、cDipoleSource伽High-SpeedTrainSurface删EⅣGZk，lg弘1”，Ⅱ如础玩，11(1．sch∞10fMechanjcalEn舀neering，southwestJiaotonguniVe瑁ity，Chengdu61003l，CIli舱；2．ChongqirIgAulo啪bileCouege，ChongqingUnive璃时ofTechnolo舒，Chongqing400054，Chi腿)Abst腿ct：BasedontheLighthill’sacousticequation，theboundaryelementmethod

5、(BEM)combined诵thtIlecomputationalnuiddyn锄ics(CFD)w鹊utilizedt0achievetlledistributionof北rodyn锄icdipole∞urceonhigh-speed咖insu血ce．rI'hestren昏h粕ddist曲utionof也e北同ynamicdipolesourceunderdifkrent嘲nspeedswereinvestigated，andtmin’sextemalaerodyn锄icacousticfieldb弱edontIleaerodyn踟icdipolesou

6、rcewasanalyzedbyanumericalsimulation．Theresearchre8ultsshowt

7、Iatwhenatrajnrunsat270hn／handthef如quencyis2．5kHz，mainaemdynamicsnoi∞sourcewithasoundpressumlevelover90dBislocatedneari协bogies。andthema)【imal∞undpressurelevelisappmximately97dB．Keywords：Vehiclenoise；神roacoustics；unsteadyn

8、ow；largeeddysimulation(LES)；boundaryelementmethod(BEM)高速化已经成为当今世界铁路发展的共同趋势，随着我国高速铁路建设的推进，伴随而来的空气动力学特性下的环境污染问题日益突出¨引．其中，列车高速行驶时所产生的气动噪声对列车乘坐舒适性以及对铁路干线周边的环境噪声污染等指标将产生重要影响p1．列车高速行驶时，周围的空气在列车表面附近形成流动状态十分复杂的湍流场，产生旋涡、旋涡脱落、气流分离、再附着等复杂的边界层流态，所形成不断发展的不同尺度涡与湍流相互作用而产生不同频率的压力脉动，是诱发车辆产生气动噪声的主要

9、原因．各国发展高速铁路和高速列车的同时，均对高速车辆气动噪声方面做了收稻日明：20llⅢ3．22基金项目：高等学校博士学科点专项科研基金资助项目(20100184110002)；重庆市自然科学基金计划项目(cSTc，2008BB7341)；重庆市教委科学技术研究项目(KJl00811)作者简介：郑拯宇(1969一)，男，讲师，博士研究生，研究方向为车辆空气动力学及环境工程、工程力学、计算机应用技术等，E-mail：zIIengzhengyu@126．com通讯作者：李人宪(1954一)，男，教授，博上，主要研究方向为车辆空气动力学，E．majl：r】【li

10、@home．wjtu．edu．cn万方数据第6期郑拯宇等：高速列车