11-高速列车气动噪声分析
高速列车空气动力学降噪技术研究
高速列车空气动力学降噪技术研究 随着科技的不断进步和人们对高速列车出行的需求增长，开发低噪音的高速列车成为一个重要的课题。高速列车在行驶过程中会产生噪音，这不仅会对周围环境造成污染，还会对乘客的健康和舒适度产生影响。因此，研究高速列车的空气动力学降噪技术变得至关重要。
高速列车的空气动力学降噪技术是指通过改善列车外部空气流动，减少噪音的传播和辐射，从而降低列车运行时产生的噪音水平。这项技术主要包括以下几个方面的研究和应用：减小列车车前部分（头部）的气动阻力、减少轮胎与轨道之间的空气振动、降低风噪、减少列车的尾部噪音。
首先，通过减小列车车头部分的气动阻力，可以降低运行过程中产生的噪音水平。这可以通过改进列车的外形设计和减少空气阻力的方法实现。例如，采用流线型的车体设计，减少车头的尖锐部分，可以减少车体在行驶时产生的气流扰动和噪音。
其次，减少轮胎与轨道之间的空气振动也是一种重要的降噪技术。在高速列车运行过程中，由于列车速度较快，轮胎与轨道间产生的振动会引起空气的涡流和噪音。因此，研究如何减少轮胎与轨道的振动，可以有效降低列车运行时产生的噪音。减少轮胎与轨道间振动的方法包括优化轮胎和轨道的材料，改进轮胎和轨道的结构设计等。
此外，风噪也是高速列车噪音污染的一个重要来源。当列车以高速行驶时，与列车相对运动的空气会产生噪音。研究如何减小风噪，可以有效降低高速列车运行过程中产生的噪音水平。减小风噪的方法包括改变列车的外形设计，减小列车与空气之间的相对速度等。 最后，降低列车尾部噪音也是高速列车空气动力学降噪技术的一个重要研究方向。由于列车运行时尾部会产生涡流和压力变化，这些会引起噪音的产生和传播。因此，研究减少列车尾部噪音的方法可以有效降低列车行驶过程中的噪音水平。减少列车尾部噪音的方法包括改进列车尾部设计，采用降噪材料等。
综上所述，高速列车的空气动力学降噪技术是一个涉及多个方面的研究课题。通过减小车头部分的气动阻力、减少轮胎与轨道之间的空气振动、降低风噪以及减少列车尾部噪音，可以有效降低高速列车行驶过程中产生的噪音水平。通过持续的研究和创新，相信未来在高速列车空气动力学降噪技术方面会取得更大的突破，为乘客提供更为安静和舒适的出行体验。
高速列车动力系统的噪声与振动控制研究
高速列车动力系统的噪声与振动控制研究随着高速铁路系统的不断发展，高速列车的噪声和振动控制成为了一个重要的研究领域。
高速列车动力系统的噪声和振动不仅会对列车乘客的乘坐舒适性产生影响，还对周围环境造成噪音污染。
因此，研究高速列车动力系统的噪声和振动控制对于提高乘客舒适性和环境保护具有重要意义。
一、噪声与振动来源分析高速列车的动力系统主要包括牵引系统、传动系统和悬挂系统等。
牵引系统包括电机和齿轮传动系统，传动系统是将电机的动力传递到车轮上，悬挂系统则起到缓冲列车振动的作用。
噪声和振动一般来自于这些关键系统的运行过程中的摩擦、冲击和共振。
因此，准确分析动力系统的噪声和振动来源是控制噪声和振动的第一步。
二、噪声与振动控制方法为了降低高速列车动力系统的噪声和振动，研究人员采用了多种控制方法。
以下是其中一些主要方法的介绍：1. 模态分析与优化设计通过模态分析，可以确定高速列车动力系统的固有频率和振动形态，从而为噪声和振动的控制提供依据。
基于模态分析结果，可以对动力系统进行优化设计，降低共振频率和振动幅值，从而减少噪声和振动。
2. 隔振技术隔振技术是一种通过在高速列车动力系统中引入隔离层来减少振动传递和噪声辐射的方法。
常用的隔振材料包括橡胶、弹性材料和气体弹簧等，并可通过选择合适的隔振材料和结构设计来达到噪声和振动的控制目标。
3. 主动控制技术主动控制技术是指通过传感器和执行器对高速列车动力系统的振动进行实时监测和控制。
当振动超过设定阈值时，控制系统可以自动调整执行器的状态，从而减少噪声和振动的发生。
4. 声吸降噪技术声吸降噪技术是指通过引入吸音材料和结构来减少高速列车动力系统噪声的方法。
吸音材料可吸收噪声能量，并转化为其他形式的能量，从而减少噪声的辐射。
三、优化控制策略为了进一步提高高速列车动力系统的噪声和振动控制效果，研究人员也在控制策略上进行了优化探索。
以下是一些常见的优化控制策略：1. 自适应控制自适应控制是指根据系统的实时特性和工作状态来调整控制参数的方法。
高速列车受电弓气动噪声频谱分析
高速列车受电弓气动噪声频谱分析LIU Cong-yan;LI Ren-xian;LU Xiao-liu【摘要】受电弓是高速列车上主要的气动噪声源,而受电弓气动噪声又是宽频噪声,其气动噪声的声压级和频率可能达到多大的水平目前还没有定论.利用斯特劳哈尔数和圆柱绕流数值计算,依据受电弓杆件最小直径估算了其峰值计算频率.基于Lighthill声类比理论的混合方法,计算分析了某高速列车受电弓的表面偶极子声源大小及分布,并以此为基础,计算了受电弓的远场气动噪声.计算结果表明:支撑滑板、转轴是受电弓的主要气动噪声源;随列车运行速度的提高,受电弓远场气动噪声增大,最大声压级所对应的频率值增大;受电弓宽频噪声的高声压级频段持续到接近3000Hz,与车体的气动噪声相比,其高声压级持续的频段更宽.【期刊名称】《机械设计与制造》【年(卷),期】2019(000)001【总页数】4页(P142-145)【关键词】车辆工程;受电弓;气动噪声;偶极子声源;指向性【作者】LIU Cong-yan;LI Ren-xian;LU Xiao-liu【作者单位】【正文语种】中文【中图分类】TH16;TB521 引言随着列车运行速度的提高，车辆所处的动态环境发生了根本的变化，噪声超标往往成为限制高速列车运行速度的决定性因素[1]，而当车速超过300km/h时气动噪声成为贡献最大的噪声。
高速列车的气动噪声来源有很多，这些噪声源主要包括：弓网噪声、转向架区域、车厢连接处、车体表面空腔、车体表面湍流边界层噪声。
对于不同的噪声源，影响大小与规律是不同的。
受电弓作为高速列车主要噪声源之一，研究其气动噪声的传播特性，对提高列车乘坐的舒适性，减少对周围环境的噪声污染具有重要意义。
然而采用线路实测的方法测量受电弓的气动噪声不但花费巨大，而且测得的噪声信号中包含有其他噪声源产生的噪声。
采用模型风洞试验测量其气动噪声又需要低噪声风洞或静音风洞。
拟采用Lighthill声类比理论的混合方法，通过数值计算分析受电弓在不同车速条件下的气动噪声的大小、分布和高声压级频段。
高速列车运行时的振动和噪声控制技术研究
高速列车运行时的振动和噪声控制技术研究1. 引言高速列车的快速发展为人们的出行提供了便捷和高效的方式，然而，高速列车运行时产生的振动和噪声问题也日益引起人们的关注。
振动和噪声对列车乘客和乘务人员的健康和舒适感产生了负面影响，同时也对列车结构的安全性和运行稳定性构成了挑战。
因此，研究高速列车运行时的振动和噪声控制技术具有重要意义。
高速列车振动与噪声产生机理及其控制技术研究一、引言高速列车作为一种现代化交通工具，其运行速度不断提高，舒适性要求也越来越高。
然而，振动与噪声问题是高速列车面临的重要挑战。
振动与噪声不仅影响乘客的舒适度，而且对列车的运行安全也有一定影响。
因此，研究高速列车振动与噪声产生机理及控制技术具有重要的理论和实践意义。
本文将从以下几个方面展开讨论：1.高速列车振动与噪声产生机理1.1轨道不平顺引起的振动与噪声轨道不平顺是引起高速列车振动与噪声的主要原因之一。
当列车在不平顺的轨道上运行时，车轮与轨道之间会产生冲击力，使列车产生振动和噪声。
1.2高速列车运行引起的气动噪声高速列车在运行过程中，空气动力学效应会引起气动噪声。
列车表面的气流分离、湍流脉动等现象会产生噪声，并通过车身结构传播到车内。
1.3车轮与轨道之间摩擦引起的噪声车轮与轨道之间的摩擦噪声主要来源于轮轨滚动噪声、滑行噪声和制动噪声等。
这些噪声通过轨道和车辆结构传播，影响列车的行驶舒适性。
二、振动与噪声控制技术研究现状2.1挠性悬浮技术在振动控制中应用挠性悬浮技术是一种具有良好振动控制效果的技术。
通过采用挠性连接装置，减小车体与轨道之间的刚度，从而降低振动水平。
2.2 主被动控制技术在高速列车中应用主被动控制技术是将主动控制与被动控制相结合的一种振动与噪声控制方法。
主动控制通过传感器检测振动信号，然后通过执行器对结构进行控制；被动控制则是通过附加隔振装置来减小振动传递。
2.3隔音材料在降低噪音中发挥作用隔音材料是另一种在高速列车中应用的噪声控制技术。
高速列车噪声与速度变化关系分析
高速列车噪声与速度变化关系分析袁旻忞†Anne Shen 鲁帆隋富生【摘要】摘要随着高速列车运行速度的提升，高速列车内部噪声过高的问题日益突出，识别高速列车在高速运行时主要噪声来源对减振降噪非常重要。
本文针对我国高速列车CRH380B型车，在多工况的实车运行状态下进行噪声振动测试研究，并利用速度指数拟合进行计算。
得到了我国CRH380B型高速列车不同的噪声随速度指数变化的规律和车内车外的过渡速度区。
该结果能够对高速列车噪声来源识别提供参考，为高速列车的车厢内部低噪声设计提供依据。
【期刊名称】应用声学【年(卷),期】2014(033)002【总页数】5【关键词】关键词高速列车，噪声，速度指数1 引言近年来，高速列车在我国得到了飞速发展。
随着速度的提升，高铁的噪声振动问题也日益突出。
车厢内噪声环境成为人们出行乘车舒适度的一个重要因素。
车厢内噪声量级是评价高速列车NVH(Noise，Vibration，Harshness)特性的一个重要指标。
对高铁噪声源的识别及其贡献量的确定是高铁声学优化的必要手段。
而高铁内部噪声主要的来源是列车的轮轨噪声和气动噪声[1]。
在目前阶段，CRH380B型车的设计时速为380 km/h，这样就为高速列车生产厂家提出了一个困难和挑战:车厢内部噪声，特别是VIP室和司机室的噪声水平已经达到或超过国家标准中规定的噪声量级上限。
因此，有必要对车厢内部噪声的声源特性及其贡献量进行试验测试和分析。
一旦这些噪声源及其传播途径得到识别和量化，就有可能在列车设计上采取优化改进方法来降低车厢内噪声，提高旅客的乘车舒适度，并能够降低噪声对列车司机的损害。
为实现上述要求，针对哈尔滨－大连线路上的CRH380B型列车在多工况实车运行状态下的噪声振动测试研究，得到了我国CRH380B型高速列车车厢内和转向架处不同噪声来源随速度指数变化的规律。
哈大高铁北到哈尔滨，南至大连市，纵跨东北三省。
哈大线运营总里程约为921 km，沿线共设哈尔滨西、长春西、沈阳、大连北等24个车站。
高速列车轮轮对噪声特性分析
高速列车轮轮对噪声特性分析1. 引言随着我国高速铁路网络不断扩建，高速列车运行速度的提高对列车轮轮对噪声的控制提出了更高的要求。
因此，研究高速列车轮轮对噪声特性，对加强高速列车噪声控制，提高列车行驶的安全性和舒适性具有重要的现实意义。
2. 高速列车轮轮对噪声产生机理高速列车运行时，轮轴承受地面反力，引起轮胎由于在水平、纵向和垂直方向产生所谓的滚动噪声（rolling noise）、冲击噪声（impact noise）和弹性噪声（elastic noise），其中滚动噪声对轮轴承力和结构固有频率相关度最高，最需要研究。
3. 高速列车轮轮对噪声测试技术目前，轮轮对噪声的测试常用方法包括室内试验和在轨试验两种。
其中室内试验有滚动噪声试验台和轮轴试验台两种；在轨试验则可采用列车内测试和道路侧测试两种。
通过这些测试手段可获得轮轮对的噪声频谱，并且提供技术支撑和分析手段，为轮轮对的研发和噪声控制提供基础数据和技术支持。
4. 高速列车轮轮对噪声分析方法因轮轮对噪声的产生机理复杂，且受诸多影响因素的影响，对其分析常采用有限元方法或统计分析方法。
其中有限元方法以ABAQUS、NASTRAN等软件为代表，主要通过建立轮轴承模型，在考虑滚动、冲击、弹性噪声等诸多因素影响时，仿真轮轴承受地面反力时所产生的振动、噪音。
而统计分析方法采用半经验模型方法或经验公式方法，通过对轮轮对噪声频谱分布的分析，探究其产生机理，以便更好地控制噪声产生水平。
5. 高速列车轮轮对噪声控制技术针对高速列车轮轮对滚动噪声特点，采取事前设计、事中控制、事后调整等策略手段进行控制。
在事前设计阶段，采用轮轴系统设计噪声控制结构，减少齿轮精度要求，增强车轮抗噪能力等方式降低轮轮对噪声产生；在事中控制阶段，采用轻量化轻资料，纤维复合轮对、电动化系统、轮轴护罩、轮胎优化等方式控制轮轴减振、降噪，降低轮轴系统振动响应；在事后调整阶段，采用噪声隔离、噪声减振、隔振吸音等技术手段，调整噪声特性，达到优化噪声的目的。
高速列车表面气动噪声偶极子声源分布数值分析
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单极子声源项（ｃ项）积分可不必考虑”４’”ｏ；在文 献［１２］中ＩｊｇｈｔｈｉｌＩ指出：流场中四极子声源与偶极 子声源强度之比正比于马赫数的平方，而高速列车 的运动仍属于低速运动（远小于马赫数），其四极
子源噪声强度远小于偶极子声源，故四极子声源项
流场计算域为长方体形状，入口距车前端２倍 车长，出口距车后端４倍车长，高度为４倍车高，宽 度为４倍车宽．车身表面贴体网格采用三角形网 格，为了更好捕获车身表面附近湍流场参数．在边 界附面层区域内，按照ｌ：１．３的比例拉伸成３层三 棱柱附面层网格．其它计算区域体网格的划分选用 四面体网格，采用分层加密的方式，对车体近壁层 的网格加密，远离车体的网格采用稀疏网格，以减 少计算量，加快收敛速度．同时利用其对称性，沿车 身纵向对称平面截取一半作为计算域，以节约计算 机资源，空间体单元约为１８７万，见图３．声源网格 则主要用于在直接边界元中生成声源边界条件，其 网格大小是由所分析频率的上限所决定的，文中采 用四边形贴体网格，最大单元长度为１８ ｍｍ．
流相互作用而产生不同频率的压力脉动，是诱发车
辆产生气动噪声的主要原因．各国发展高速铁路和
高速列车的同时，均对高速车辆气动噪声方面做了
收稻日明：２０ｌｌⅢ３．２２
基金项目：高等学校博士学科点专项科研基金资助项目（２０１００１８４１１０００２）；重庆市自然科学基金计划项目（ｃＳＴｃ，２００８ＢＢ７３４１）；重庆 市教委科学技术研究项目（ＫＪｌ００８１ １） 作者简介：郑拯宇（１９６９一），男，讲师，博士研究生，研究方向为车辆空气动力学及环境工程、工程力学、计算机应用技术等， Ｅ－ｍａｉｌ：ｚＩＩｅｎｇｚｈｅｎｇｙｕ＠１２６．ｃｏｍ 通讯作者：李人宪（１９５４一），男，教授，博上，主要研究方向为车辆空气动力学，Ｅ．ｍａｊｌ：ｒ】【ｌｉ＠ｈｏｍｅ．ｗｊｔｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
气动噪声特性的仿真与实验分析
气动噪声特性的仿真与实验分析在现代制造业中，气动噪声成为了一个重要的问题。
高噪声会影响工作环境，降低工作效率，甚至对工人身体健康构成危害。
因此，在设计气动系统时，需要考虑噪声控制措施，以确保生产的可持续性和卫生安全。
本文将介绍气动噪声特性的仿真与实验分析方法，希望能对噪声控制措施提供参考。
一、气动噪声特性气动噪声特性是指气体在运动过程中产生的声波的音量和频率等特性。
气体流过窄阀门、喷嘴、管道、转子等流动部件时，声场将发生不同程度的波动和压力变化，产生噪声。
气动噪声的特点是发散、复杂、低频、宽频带、不稳定、脉动性强等。
这些特点给噪声控制带来了极大挑战。
二、气动噪声的影响因素1、气体流动参数：如流量、速度、压力、温度等。
2、气体流动的结构：如转子、喷嘴、管道、泵、风机等。
3、气体流动环境：如空气、液体、气体混合物等。
4、气体流动方式：如稳态流动、脉动流动等。
5、气体流动介质：如空气、自然气、蒸汽、燃气等。
三、气动噪声的仿真分析在噪声控制的早期阶段，使用气动噪声仿真分析进行设计和预测是一种常见方法。
现代仿真技术可以使用计算流体力学软件 (CFD) 建立数字模型，并模拟气体流动和声波传播。
仿真分析可以指导噪声控制的设计和实施，节省时间和成本。
四、气动噪声的实验方法虽然气动噪声仿真分析已经成为了常用方法，但实验分析仍然非常重要。
实验可以验证仿真分析的准确性并得出更精确的数据。
在实验中，可以使用声学测量设备如声级计、频谱分析仪等来测量噪声水平。
同时，可以尝试使用各种噪声控制措施，如隔声板、吸声材料等来降低噪声水平。
五、气动噪声控制方法在进行气动系统的噪声控制时，可以尝试以下方法：1、改变气体流动方式：采用稳态流动或远离共振频率的频率，可以降低噪声水平。
2、改变气体流动介质：使用减少气动噪声的流体介质，如油膜、吸声涂层液体等。
3、使用吸声材料和隔声板：通过外部介质材料对气体流动和声场进行隔离，可以降低噪声水平。