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高速列车转向架和受电弓的气动噪声分析
| 论文题名： | 高速列车转向架和受电弓的气动噪声分析 |
| 关键词： | 高速列车;转向架;受电弓;气动噪声;分布规律;辐射特性 |
| 摘要： | 最近几十年以来高速铁路发展很快，列车速度也越来越高，由此导致的噪声问题也变得愈加严重。研究显示列车气动噪声的大小与速度的6次方之间存在正比关系，在速度超过一定大小后气动噪声将急剧增大进而成为列车的主导噪声源。有研究表明，高速列车的转向架和受电弓属于重要的气动噪声来源，因此针对这些部位的气动噪声问题需要进行研究分析。本文利用计算流体力学与莱特希尔声类比相结合的混合方法对350km/h速度工况下的高速列车转向架和受电弓的气动噪声进行数值仿真计算，分析转向架和受电弓的外部流场特征及其气动噪声的分布和辐射特性。本文的主要研究内容分为以下几点: 1.气动噪声的理论分析。阐述相关气动噪声计算研究的理论基础，结合高速列车的特点，建立合适的分析方法并制定数值仿真计算分析流程。 2.高速列车转向架和受电弓外部空气流场的仿真计算。建立了高速列车转向架和受电弓的数值分析模型，采用大涡模拟方法模拟350km/h速度工况下转向架与受电弓部位的外部气流场。结果显示，转向架与受电弓表面附近的流场很复杂，尤其在一些表面不光顺或拐角的地方气流分离现象更加明显，有剧烈的气流湍流现象，导致其表面压力较大;气流在受电弓杆件结构尾部形成的涡脱落引起压力脉动。 3.高速列车转向架以及受电弓的表面声源分布。将流场计算求得的表面压力脉动数据通过后处理转换，得到转向架与受电弓表面的声源分布状况。结果表明，在转向架和受电弓表面空气湍流比较剧烈的地方声源强度较大。 4.高速列车转向架和受电弓的表面噪声源辐射声场的仿真分析。以转向架和受电弓表面声源作为边界条件，通过直接声学边界元方法，分别对转向架与受电弓外部空间的噪声辐射场进行仿真计算，通过分析监测点的噪声声压级频谱探究其气动噪声在外部空间辐射声场的分布规律。研究结果显示，转向架的噪声主要是宽频噪声没有明显的主频，受电弓在261HZ和322HZ两个频率下产生峰值;转向架和受电弓外部各监测点处噪声声压频谱特性相同，距离越远处声压幅值越小。 |
| 作者： | 范子臣 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 宋小欣 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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