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高速列车车内低频气动噪声预测与控制
| 论文题名： | 高速列车车内低频气动噪声预测与控制 |
| 关键词： | 高速列车;车内低频气动噪声;空气动力学;脉动压力;瞬态分析;振动位移;声学传递向量 |
| 摘要： | 随着列车的运行速度不断的提高，列车受到气动作用下的振动愈来愈剧烈，使车内噪声逐渐增加，造成车内旅客的乘坐舒适性大大的降低。本文针对列车车体在气动力作用下（包括明线单车、两车交会、隧道通过等工况）时产生的车内低频噪声进行预测分析，为下一步对车内噪声的控制分析作铺垫。 本文的主要工作如下: 1.建立高速列车空气动力学计算模型，利用计算流体力学软件FLUENT，基于大涡模拟法得到了列车在明线上、两车交会以及列车过隧道等工况下车体表面的脉动压力。经研究分析得到:同一工况下，随着列车运行速度的提高，车体表面脉动压力波动幅度增大;在同一运行速度下时，列车在隧道通过时的车体表面脉动压力最大。 2.建立高速列车中间车车体有限元模型，利用有限元分析软件ANSYS对车体进行结构模态分析，将明线单车、两车交会以及隧道通过等工况得到的脉动压力加载至列车车体上，进行结构的气动瞬态响应分析，得到了列车中间车的振动位移。经分析发现，仅在气动作用下时，列车车项、车窗等部位的振动位移最大，车底次之，端墙振动最小;随着列车运行速度的提高，列车车体振动愈来愈剧烈;在同运行速度时，隧道通过时的振动位移最大，特别是列车刚进入隧道时刻振动最为剧烈。 3.建立高速列车乘客室内的声学计算模型。将列车结构振动位移经过快速FFT变换后，得到车体在频域上的振动位移，以此作为声学计算的边界条件。利用声学软件Virtual.LabAcoustic基于声学直接边界元法对在不同工况下的车内噪声分布进行了详细分析。经研究表明:车内低频气动噪声随着列车运行速度的二次方增长;距车底1.6m高的观测平面声压比距车底1.2m高处的观测平面的声压值要大;在同一运行速度下，列车过隧道时车内声压值最大，两车交会次之，明线单车运行最小。 4.基于声学传递向量法对车体进行板块贡献量分析，得到车顶、车底和车窗对车内声压的贡献量最大，端墙的贡献量最小。基于声压板块贡献量分析对上述贡献量较大的板块定义吸声属性以及提高车体刚度，可以有效地降低车内噪声，提高了车内旅客乘坐舒适度。 |
| 作者： | 卢勇 |
| 专业： | 载运工具运用工程 |
| 导师： | 张继业 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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