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高速列车气固界面的摩擦噪声研究
| 论文题名： | 高速列车气固界面的摩擦噪声研究 |
| 关键词： | 高速列车;边界层;空气动力学;轮轨噪声;摩擦噪声;噪声控制 |
| 摘要： | 随着科学技术的进步和国民经济的发展，我国高速铁路的建设己成为新的经济增长点，如四横四纵快速客运专线的建设等。这不仅提高了运行输送效率，缩短了人们的出行时间，使“夕发朝至”成为现实，同时也使城市之间的经济、文化、贸易等交流更加频繁。但是在铁路逐渐提速的同时，噪声问题越来越显得突出。当噪声传递到铁路客车内，会使乘客的乘车舒适度大为降低，而传递到铁路客车外，会使铁路沿线两侧需对噪声有限制要求的区域如：医院、学校、住宅区等深受其害。因此，噪声控制对高速铁路长期发展是个很值得研究的课题，目前有关噪声机理和控制的研究主要局限于轮轨噪声，而缺少空气动力噪声的研究。由于空气动力噪声的强度大约和运行速度的6次方成正比，在高速行驶时，空气动力噪声研究往往不容忽视。 本文第一章绪论首先介绍了高速铁路的工程背景，包括高速铁路的特点和意义、高速铁路的历史发展、国内高速铁路的建设现状、高速列车的噪声污染问题及研究现状，其次介绍了相关的科学理论，包括流体界面特性、气固界面边界层特性、分子间作用力、声学理论、摩擦噪声、仿生学。 第二章应用相对运动原理和边界层理论，针对高速列车的一节车厢建立层流边界层模型研究空气动力学现象，主要借助Matlab软件分析讨论车厢界面空气流体的速度场分布和噪声根源，并提出了考虑界面分子间作用力研究空气的流场。 第三章，在高速列车前端的光滑界面上建立微元体，并利用Gambit软件创建单元体和划分网格，通过Fluent软件建立湍流边界层模型(RNGκ-ε模型)，从微观尺度分析了微元体内部流体的速度场、压力场、壁面剪应力场和噪声场。 第四章分析加工有圆坑织构的高速列车表面，利用Gambit软件和Fluent软件在微元体内建立湍流边界层模型进行数值模拟，分析了圆坑织构的深径比、面积比、布局、尺度对空气流体的速度场、压力场、壁面剪应力场和噪声场的影响。 第五章研究加工有三角织构的高速列车表面，利用Gambit软件和Fluent软件在微元体内建立湍流边界层模型进行数值模拟，分析了三角织构的方向、底高比、底深比、密度、布局、尺度对空气流体的速度场、压力场、壁面剪应力场和噪声场的影响。 第六章结合高速列车气固界面的微织构，分析讨论了已有加工方法的优缺点，并最终提出了复合电解超声加工方案，同时指出其他相关技术的可行性。 第七章是总结与展望，先介绍了本文的主要工作和结论，然后提出高铁降噪还需进行的研究方向和内容。 |
| 作者： | 林世才 |
| 专业： | 机械设计及理论 |
| 导师： | 汪久根 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 浙江大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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