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高速铁路声屏障气动载荷数值模拟研究
| 论文题名： | 高速铁路声屏障气动载荷数值模拟研究 |
| 关键词： | 高速列车;减载式声屏障;气动载荷;数值仿真 |
| 摘要： | 随着我国高速铁路的迅速发展，高速铁路的噪声污染问题也引起人们越来越多的关注。当列车运行速度超过250km/h时，气动噪声取代传统噪声源轮轨滚动噪声成为主要噪声源。声屏障成为吸声降噪的重要措施正在被大量使用。声屏障对气动噪声的抑制效果，主要取决于声屏障高度，声屏障与列车之间的距离。声屏障越高，且与列车之间的距离越短，其降噪的效果越好。因此，从降低噪声的角度来讲，声屏障越高、与列车越近越好;但此时，列车运行引起的瞬态冲击气流作用在声屏障上的冲击也越大。声屏障设计需要考虑两方面的内容:一是声屏障的降噪效果;二是声屏障在气动载荷作用下是否安全。减载式声屏障正是基于这两方面的综合考虑而被提出来的概念产品。降低声屏障上的气动载荷可以采用两种方式，一种是在基础部位采用弹性连接方式;另外一种方式是在采用声屏障板上开孔的方式。 本论文的工作是在传统声屏障结构的基础上寻求一种表面气动载荷得以最大限度减小的变异构型（多孔结构）。基于空气动力学基本理论，运用数值模拟方法，构建减载式声屏障与列车的三维数值模型，采用大型流体计算软件Fluent对高速列车通过减载式声屏障过程进行数值仿真计算，对高速铁路声屏障表面气动载荷特性进行研究分析，得到声屏障气动载荷时程、空间分布特性，揭示车速、声屏障高度等因素对声屏障气动载荷特性的影响规律;对比减载式声屏障气动载荷特性与非减载式声屏障气动载荷特性，以及给出开孔率、开孔方式等声屏障微观结构参数对减载式声屏障气动载荷和减载率影响的规律关系，从而为新型减载式声屏障的研发提供理论基础和设计依据。最后，开展减载式声屏障强度、疲劳可靠性评估，对研发过程中减载式声屏障模型及产品结构安全给出评估建议及意见。 |
| 作者： | 刘威 |
| 专业： | 动力机械及工程 |
| 导师： | 徐宇工 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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