高速列車車輛連接部位氣動噪聲數值模擬及降噪研究

黃 莎， 梁習鋒， 楊明智

（軌道交通安全教育部重點實驗室 中南大學交通運輸工程學院，湖南 長沙410075）

0 引 言

列車運行速度不斷提高，氣動噪聲越來越顯著甚至占主導地位［1］。過大的噪聲將嚴重影響旅客和鐵路沿線人們的生理和心理健康，還可能引起周圍有關設備和建筑物的疲勞損壞，縮短使用壽命，列車噪聲污染已成為制約高速鐵路發展的一個瓶頸。因此，隨著客運專線的快速發展及車速的進一步提高，研究高速列車氣動噪聲并提出可行性降噪措施已成為控制高速列車噪聲的關鍵［2］。國內外很多學者對高速列車不同位置處的氣動噪聲做了研究，Frid利用低噪聲風洞，研究了高速列車裙板及格柵對線路兩邊噪聲的影響［3］；Ikeda和Iwamoto介紹了高速列車低氣動噪聲受電弓的設計理論和方法，并提出了改善受電弓氣動噪聲的設計方案［4－7］；Sassa通過實驗和數值計算對車門處產生的氣動噪聲進行了研究［8］；肖友剛通過數值模擬對高速列車司機室內氣動噪聲進行了預測，均取得了良好效果［9］。

為了進一步掌握高速列車表面凹凸、臺階等噪聲源的特征，得出各噪聲源隨著車體表面高度差，凸起等的變化關系，為高速列車的低氣動噪聲設計提供技術支持，本文采用有限體積法求解大渦模擬的N－S方程，對高速列車車輛連接部位不同尺寸參數時的氣動噪聲進行數值模擬，并提出降噪改進意見。

1 控制方程

1．1 湍流模型方程

對于氣動噪聲模擬，大渦模擬（LES）是目前計算湍流脈動較理想的方法。……