高速列车车头的气动噪声数值分析

合集下载

高速列车气动声学噪声研究

高速列车气动声学噪声研究

高速列车气动声学噪声研究高速列车在现代交通中扮演了越来越重要的角色,对于加速人们的出行速度和提高交通效率有着不可替代的作用。

然而由于高速列车本身的运行机制,其所产生的噪声却成为了人们日益关注的问题。

对于高速列车气动声学噪声的研究,不仅可以帮助人们更好地理解运行机制,还可以推动相关技术的改进和发展。

高速列车运行所产生的气动声学噪声主要源自列车在行驶过程中与周围气体的相互作用,包括空气湍流引起的噪声、弥散噪声和尾迹噪声等。

其中,空气湍流引起的噪声是最突出的,通常占据了列车噪声总量的大部分。

因此,理解空气湍流对列车噪声产生的影响,成为研究高速列车气动声学噪声的核心内容之一。

空气湍流对列车气动声学噪声的影响与其涡旋结构密切相关。

当列车运行时,空气将会流经车身周围的激波、涡旋结构和流动失稳区域,产生各种复杂的声学效应,进而导致噪声的产生。

为了更好地了解噪声产生机理,研究人员通常会采用数值模拟、实验测试等多种方法。

在数值模拟方面,使用计算流体力学(CFD)进行列车空气湍流场模拟,是一种常见的方法。

模拟的过程中需要考虑气流稳定性、湍流模型、计算网格等因素,以便获得精确的湍流场数据。

同时,在实验测试方面,也有许多方法可以用来测量高速列车气动声学噪声。

其中比较常见的方法包括声学模型测试、风洞试验等。

在研究中发现,调整列车造型和减缓速度是减少列车噪声的有效方法。

例如,封闭式车厢、采用空气动力学设计等措施,可以降低列车与空气湍流之间的相互作用,从而减少噪声产生。

同时,增加隔音材料、降速等方法也能帮助减少列车噪声的产生,并能提高行驶安全性。

除了直接针对列车造型的改进和技术的提升,高速列车气动声学噪声的研究也需要考虑交通环境以及对周边环境的影响。

在城市化进程加快,人口密集度不断上升的时代,高速列车噪声不仅直接影响到周边居民的生活质量,也对社会经济和环境产生了负面的影响。

因此,将高速列车噪声研究与环境保护、城市规划等相结合,是未来研究的重要方向之一。

汽车气动噪声的数值模拟分析

汽车气动噪声的数值模拟分析

汽车气动噪声的数值模拟分析随着车辆性能的提高及高等级公路的建设,车辆的速度越来越快,车辆外流场的气动噪声以车速的6次方的数量增长。

因而,当车辆的其它噪声得到有效的控制后,车辆的气动噪声就变得尤为重要了。

70年代,研究人员发现,车速为70km/h的情况下,气动噪声的范围为62~78dB,而在速度为110km/h的情况下,气动噪声的范围达到80~90dB。

新的研究表明,车速超过100km/h,气动噪声对车外噪声的影响己超过了其它噪声。

数值模拟方法可在新车设计初期的造型阶段进行气动噪声的预测,为选型及造型参数修改提供依据,从而可以较早地得到较理想的产品,避免产品缺陷。

文章以一款车型为例进行了气动噪声的数值模拟。

1湍流模型的选择气动噪声模拟可以选择几种不同的数值方法,大涡模拟可以得到精确的模拟效果,但要求生成的网格质量好,计算比较耗时。

在产品设计的初始阶段,往往需要噪声的大致分布情况,基于模型的噪声源方法可以解决这一问题。

模型的湍流动能输运方程:湍流动能耗散率输运方程:2模型网格的划分和计算域的建立模型是在CATIA软件上建立的,然后导入ICEMCFD软件中进行网格划分。

为了提高计算的效率,对模型的底部进行了简化处理。

根据经验,流场仿真计算所取的计算域到达一定的大小时,汽车的流场就不再受计算域大小的限制。

假设汽车模型长为L,宽为W,高为H,则计算域的取法为汽车前部取3L,侧面取4W,上部取5H,汽车后部取7L。

为了解决汽车求解域大,网格数目多的难点,按照离车身的距离不同,网格的大小也不同:离车身近的区域网格划分比较密,使之能够清楚的表现车身表面附近的细致情况。

而远离车身的区域,网格可以适当的稀疏,以减少网格的数量,节约计算时间。

最终网格划分结果如图1所示,网格数1369839。

3边界条件1)入口边界。

入口边界为速度边界。

2)出口边界。

出口边界为压力边界。

3)地面边界。

假设汽车行驶的工况:在静止的空气中(无风条件下)、平直的路面上等速直线运动。

高速列车车头气动噪声分析

高速列车车头气动噪声分析

高速列车车头气动噪声分析摘要随着列车运行速度的提高,高速列车气动噪声变得越来越明显,降低气动噪声已成为控制高速列车噪声的关键之一,而对高速列车气动噪声进行计算就显得尤为重要。

本文旨在研究高速列车气动噪声的计算方法,首先建立高速列车三维绕流流场的数学物理模型,分别利用标准k-ε湍流模型和大涡模拟计算了高速列车的外部稳态和瞬态流场;然后基于稳态流场,利用宽频带噪声源模型计算了高速列车车身表面气动噪声源,基于瞬态流场,分析了车身表面脉动压力的时域及频域特性,并利用Lighthill声学比拟理论计算了高速列车远场气动噪声,分析了远场气动噪声的时域及频域特性。

本文对高速列车气动噪声的计算研究,对研究和控制高速列车气动噪声具有一定的意义。

关键字高速列车;气动噪声;大涡模拟;宽频带噪声源模型;Lighthill声学比拟理论中图分类号文献标识码Analysis of Aeroacoustics for the Head of a High-speed Train ABSTRACT With the increasing of train speed, the aeroacoustics of the high-speed train is becoming more and more important. Reducing aeroacoustics has become one of the most significant factors to control the noise of the high-speed train and what’s the most important is to compute the aeroacoustics of the high-speed train. This paper aims to study the computational method of aeroacoustics for the high-speed train. It first establishes the mathematical and physical models of three dimensional flow field of the high-speed train and computes the external steady and unsteady flow field of the high-speed train using the turbulence model of standard k-εand the large eddy simulation (LES) respectively. Then based on the steady flow field, this paper computes the aeroacoustics sources on the body surface of the high-speed train using the Broadband Noise Source Model. Based on the unsteady flow field, this paper analyses the time and frequency domain characteristics of fluctuating pressure on the body surface and computes the far-field aeroacoustics of the high-speed train using Lighthill’s acoustics analogy theory as well as analyses the time and frequency domain characteristics of aeroacoustics in the far-field. The computational research of aeroacoustics for the high-speed train in this paper has a certain significance to study and control the aeroacoustics of the high-speed train.Key Words: high-speed train; aeroacoustics; large eddy simulation; broadband noise source model; Lighthill’s acoustics analogy theory高速铁路是世界铁路运输发展的共同趋势,也是铁路技术现代化的主要标志[1]。

高速列车导流罩气动噪声优化分析

高速列车导流罩气动噪声优化分析

高速列车导流罩气动噪声优化分析发布时间:2022-09-06T08:14:11.462Z 来源:《科技新时代》2022年4期作者:李新一吴健[导读] 近几年,我国的铁路交通事业蓬勃发展,研制出的具有自主知识产权的高速列车,李新一吴健中车长春轨道客车股份有限公司国家轨道客车工程研究中心,吉林长春130062摘要:近几年,我国的铁路交通事业蓬勃发展,研制出的具有自主知识产权的高速列车,其高速、舒适、快捷的特点已深受广大乘客的好评,但同时,高速列车的噪声问题也日益严重,成为限制列车提速的重要因素之一。

列车在行驶到一定速度时,气动噪声成为列车的主要噪声源。

本文利用仿真分析方法,针对受电弓导流罩装置结构进行优化分析,得到较优的导流罩结构,为后期的气动噪声风洞试验提供依据。

关键字:高速列车;气动噪声;导流罩;仿真分析随着我国高速铁路的快速发展的同时,许多制约着列车提速的问题随着列车运行速度的提高逐渐出现,空气动力学就是在这种环境下发展起来的[1]。

通过研究,列车的机械噪声(轮轨噪声)与气动噪声组成了高速运行列车的主要噪声[2],并且当车辆时速超过300km/h 时,气动噪声成为列车的主要噪声源,随着速度大约以60log10V(V为列车运行速度)的关系增长,即随行驶速度的6次方增长[3]。

在高速列车的气动噪声源中,受电弓区域的气动噪声占比较大,因此,如何有效地降低受电弓区域产生的噪声是降低车辆整体气动噪声水平的重点问题。

本文从气动噪声的角度分析某型号动车组在导流罩前缘和后缘倾角变化后的气动噪声特性,与原始结构相比评估改形方案的优劣。

具体包括以下三方面工作:(1)直行升弓工况下,通过对导流罩前缘倾角改形前后的表面气动噪声和远场气动噪声特性对比分析,评估改形方案的优劣。

(2)直行升弓工况下,通过对导流罩后缘倾角改形前后的表面气动噪声和远场气动噪声特性对比分析,评估改形方案的优劣。

(3)直行降弓工况下,通过对优化后的导流罩前缘倾角和后缘倾角的表面气动噪声和远场气动噪声特性对比分析,验证在降弓工况的效果。

高速列车气动噪声控制技术研究

高速列车气动噪声控制技术研究

高速列车气动噪声控制技术研究随着高速列车日益普及,现代城市交通也成为了人们生活中必不可少的一部分,高速列车运输效率高、速度快、旅程舒适,得到了广大市民的青睐。

然而,城市交通对环境和居民的噪声污染也逐渐增大,高速列车气动噪声成为了一种无法避免的问题。

一、高速列车气动噪声的来源与危害高速列车在行驶时会产生气动噪声,噪声的主要来源是列车与空气的摩擦力产生的空气涡流和湍流带来的噪声。

在高速行驶时,列车周围空气流速高,产生的压力变化较大,容易产生较大的气动噪声,严重影响了列车的运行效率和旅客的舒适感。

同时,高速列车的气动噪声也会给沿线的居民和环境带来很大的困扰,成为城市交通噪声污染的一种重要来源。

二、高速列车气动噪声控制技术的研究针对高速列车气动噪声控制方案的研究,主要从以下几个方面进行探讨:1.列车外形设计列车的外形设计是气动噪声控制的第一步。

合理的车身外形设计可以减少气动阻力,降低运行时的空气流动速度,从而减少气动噪声的产生。

各国的高速列车设计中,很多都采用了尖头式车头设计,这种设计可以降低列车前部空气阻力,提高列车的速度和行驶稳定性,并且减少了空气涡流的产生,降低了气动噪声的程度。

2.轨道的环境适应性轨道环境的适应性好,能带来更好的气动噪声效果。

对于高速铁路,一些地区由于气候、地形等原因,会引起强气流,会产生较强的气动噪声。

适当改善沿线环境,比如通过种植树木、修建护墙等手段,可以减轻气动噪声对于周围环境的扰动。

3.列车纵向阻尼列车纵向阻尼效果好,也是减少气动噪声的重要手段之一。

对于高速列车而言,高速行驶时车辆之间产生的振动和噪声是很大的,因此运用一些较好的阻尼系统和制动系统,能够减少噪声,同时保证列车的稳定性和运行安全。

4.减小车窗间距这是一种有效的控制列车气动噪声的策略之一,适用于设计速度较高的高速列车。

减小车窗间距,可以降低列车内部空气的湍流运动,从而减少气动噪声的产生。

5.轮轨噪声控制轮轨噪声是影响高速列车噪声的重要因素之一。

高速铁路运输气动噪声分析与降解方法探讨

高速铁路运输气动噪声分析与降解方法探讨

高速铁路运输气动噪声分析与降解方法探讨随着高速铁路运输的发展,气动噪声问题日益凸显。

气动噪声是指高速列车行驶时凭借空气流经引起的噪声,对周围居民和环境造成了一定的影响。

因此,对高速铁路运输气动噪声进行准确分析并提出降解方法是一个重要的课题。

在分析高速铁路运输气动噪声之前,我们首先要了解气动噪声的产生原因。

当高速列车行驶时,空气流经车体、车窗、车轮、电缆等部件,会产生涡流和尾迹,同时也会引起噪声。

这些噪声主要包括空气波噪声、涡流噪声和尾迹噪声。

因此,针对这些噪声成因,我们可以制定相应的降噪措施。

针对高速铁路运输气动噪声的分析方法有很多种,下面我们将介绍两种经常应用的方法。

首先是数值模拟方法。

这种方法基于计算流体力学的原理,通过数值模拟计算,并得到噪声的预测结果。

数值模拟方法在预测和分析气动噪声中应用广泛,其优点是可以快速计算出复杂流动条件下的噪声分布,提供详细的噪声信息。

此外,数值模拟方法还能够评估不同降噪方案的效果,并指导设计优化。

但是,数值模拟方法也存在一些限制,如计算量大、模拟结果与实际情况存在差距等。

另一种分析方法是实测数据分析法。

通过在实际运行的高速铁路上采集噪声数据,对其进行分析和处理。

这种方法可以直接反映铁路运输中的噪声情况,具有更高的可靠性。

实测数据分析法可通过测量、分析和比较来取得准确的噪声信息,并进一步对噪声来源和影响因素进行分析。

然后可以根据分析结果制定相应的降噪方案。

除了分析方法,还有一些常用的降噪方法可以应用于高速铁路运输气动噪声的控制与降低。

首先是提高车身设计。

通过优化车体外形、减小空气阻力,降低噪声源的产生。

例如,采用空气动力学设计来减小涡流的产生,减少气动噪声的辐射。

其次是采取隔音措施。

可以在车体内部和外部表面使用隔音材料,减少气动噪声的传播和振动。

同时,还可以使用隔音窗户和隔音门等设备,减少噪声对内部空间的传递。

第三是优化轨道设计。

适当改善铁路轨道的几何形状和结构参数,可以减少列车行驶过程中产生的噪声和振动。

高速列车气动噪声特性分析及其控制

高速列车气动噪声特性分析及其控制

高速列车气动噪声特性分析及其控制随着高速列车的运行越来越频繁,气动噪声成为了影响列车行驶舒适性的主要因素之一。

在高速列车中,气动噪声主要由列车运行时与空气的摩擦所产生的气流声和空气流动所引起的涡旋噪声组成。

因此,对高速列车的气动噪声特性进行分析,以及有效地控制噪声,对于提高列车行驶的舒适性及其使用寿命具有重要意义。

一、高速列车气动噪声的特性分析高速列车气动噪声的特性是由列车的运行速度、车身外形、风阻特性以及空气性质等因素共同决定的。

其中,列车运行速度是影响气动噪声最重要的因素。

在列车高速运行时,气动噪声主要是由瞬间所产生的气动力引起的。

气动力是由于列车在空气中移动而产生的渐进压强差所引起的。

不同的列车速度会产生不同的气动力和气动噪声。

此外,车身外形和风阻特性也对气动噪声的产生起着重要的作用。

列车的车头设计经过了不断的优化,以减小平均运动阻力系数,但是车顶和侧面的流线设计并不完全。

这些不太完整的表面都会产生涡流和紊流,并且产生噪声。

二、高速列车气动噪声的控制为了控制高速列车的气动噪声,需要从以下几个方面入手。

1、减低列车与空气之间的阻力列车运行中产生的气体扰动最主要的来源是空气与车辆表面的摩擦。

因此,在设计列车时,需要具备减小阻力的能力。

目前,列车的车头设计已经相当成熟,可以减小运动阻力系数。

同时,列车的车窗和车门等部位也需要采用适当的密封措施,防止气体进入车内,从而减小气体扰动产生的噪音。

2、采用降噪技术目前,列车行驶过程中,采用的主要降噪技术有:被动噪声控制技术和主动噪声控制技术。

(1)被动噪声控制技术:被动噪声控制技术的主要目的是减低高速列车所产生的噪声,以保证乘客的舒适度。

该技术一般采用狭缝吸声器或声学环境控制技术等。

(2)主动噪声控制技术:主动噪声控制技术是通过引入消噪装置来达到降低噪声的效果。

主动噪声控制技术主要有智能噪声控制技术和反噪声技术两种。

3、采用先进的材料和技术为减小高速列车的气动噪声,还可以采用更加先进的材料和技术,如减音材料、空气动力学技术等。

高速列车上气动声振特性分析及其控制研究

高速列车上气动声振特性分析及其控制研究

高速列车上气动声振特性分析及其控制研究高速列车作为现代交通运输领域的重要组成部分,其安全性与舒适性一直是关注的热点问题。

其中,气动声振特性分析及其控制是重要的研究方向之一。

首先,针对高速列车上的气动声振问题,需要进行相关特性分析。

气动声振是指风切声、流动噪声、空气动力噪声等声波与物体振动相互作用产生的声振问题。

因为高速列车经过时在车厢内会产生较大的气流,因此其气动声振是较为复杂的。

一方面,高速列车的气动声振会对列车内部的乘客造成较大的噪声干扰,降低了乘坐体验。

另外一方面,过高的气动声振会对车体结构形成损害,对于列车稳定性的影响也不容忽视。

针对高速列车上的气动声振问题,应该通过实验和仿真等方式分析其特性,并在此基础上探究有效的控制策略,降低列车运行时的气动声振水平。

对于特性分析方面,可以通过对车体结构进行实验测试和数值仿真等方式进行。

例如,通过风洞实验探究车辆在高速情况下的气动特性,掌握其振动机理和振动主要发生区域;通过数值仿真构建具体列车模型,重现车体振动及噪声信号,掌握其变化规律和产生原因。

这些数据和实验结果对于制定控制策略非常有价值。

其次,为了有效控制高速列车运行时的气动声振,对于控制策略的研究也非常重要。

目前常见的气动声振控制策略主要包括振动隔离控制、主动降噪控制和结构优化控制等。

振动隔离控制通过采用具有隔振性能的材料或结构改善车体震动特性,达到减振的效果;主动降噪控制则是通过喇叭、扬声器等音源发出反向声波,抵消车内的噪声信号;结构优化控制则是通过改善列车结构设计,减少车体在高速情况下的气动影响,从而达到控制气动声振的目的。

这些控制策略的选择应根据实际情况进行调整,比如针对不同场景选择不同的控制策略,从而达到更加理想的控制效果。

综合以上分析,高速列车上的气动声振特性分析及控制研究是一个综合性难度比较大的课题。

需要通过实验和仿真模拟掌握列车的气动行为,同时探究有效的控制策略,降低列车运行时的气动声振水平。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。

如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。

㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。

(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。

如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。

对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。

二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。

2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。

㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。

2、矿产品价格稳定性及变化趋势。

三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。

2、矿区矿产资源概况。

3、该设计与矿区总体开发的关系。

㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。

2、矿床开采技术条件及水文地质条件。

相关文档
最新文档