随着列车运行速度的提高,列车产生的噪声对周围环境产生的影响愈发严重。高速列车受电弓位于车顶,其产生的气动噪声成为高速列车主要噪声来源之一。选取某典型受电弓结构建立受电弓的流体及气动噪声的仿真分析模型,通过大涡模拟方法计算流场场量的分布特征及气动噪声大小。根据仿真分析结果研究受电弓气动噪声产生的机理,并在此基础上引入翼缘仿生结构对当前受电弓结构进行优化改进。研究结果表明,仿生优化后的受电弓能够有效降低受电弓尾涡脱落量,降低了气动噪声,并且其宽频噪声品质表现较好,具有比较良好的空气动力学性能。另外,优化后的受电弓适当的提高了受电弓的升力,可以减小跳网情况的发生,有助于受流稳定,具有一定的工程参考价值。

针对高速列车弓网噪声,为降低主要由细长圆柱杆件构成的受电弓的气动噪声,建立三维圆柱绕流气动噪声分析模型,基于大涡模拟方法、声类比理论模拟圆柱杆件的流场特征,分析远场气动噪声频谱特性与分布规律,并对圆柱杆件表面作球缺型凹坑处理,分析表面处理方案的降噪效果。数值结果表明,来流与圆柱轴向所在平面法向的气动噪声受升力波动影响,声压级最大;圆柱来流方向前后气动噪声受阻力波动影响,声压级最小。圆柱表面球缺型凹坑处理方式可以有效降低圆柱杆件远场R=5 m处最大声压级,凹坑加密,降噪效果更好,优化模型II-1、II-2和II-3在R=5 m处最大声压级分别降低1.5 d B、1.9 d B和2.4 d B。相关结果可为高速列车噪声控制提供参考。

以1:8缩比3节车体构成的某型高速列车简化模型为研究对象,综合大涡模拟(LES)和基于FW-H方程的声类比方法,在车速为350 km/h的条件下,研究和对比某型高速列车既有全包风挡和既有半包风挡的两种不同风挡类型对各车体及车端连接处气动噪声的影响规律。分析结果表明:车端风挡处产生的噪声是宽频噪声;相对半包风挡,采用全包风挡可有效避免气流在车端间隙内剧烈扰动,降噪明显。采用全包风挡,列车运行方向(X方向)声压级最大降幅为3.1 d B(A),横向(Y方向)声压级最大降幅为3.04 d B(A),垂向(Z方向)声压级最大降幅为2.4 d B(A)。研究结果可为了解高速列车气动噪声分布特点、优化结构和降噪提供一定的科学依据。

针对某地铁车辆辅助变流器噪声超标问题,提出辅助变流器气动噪声源和传播过程的数值仿真方法,分析辅助变流器气动噪声特性,在此基础上有针对性地提出增加整流网、叶片数、共振腔等优化方案。通过对比发现:增加整流网后,出口测点总声压级降低2.5 d B(A);将原叶片数由6片增加至7片后,出口测点总声压级降低1.5 d B(A);增加共振腔后,出口测点总声压级降低0.5 d B(A);采用综合优化措施后,整个频段声压级均不同程度降低,出口测点总声压级降低7.1 d B(A),降噪效果显著,所提出的优化措施可为低噪声的变流器设计与开发提供参考。

以管道阀门共振腔为研究对象,通过试验测试和数值仿真的方法研究共振腔气动噪声特性及规律。本文应用专业的流体力学分析软件与声学分析软件耦合,求解管道阀门共振腔噪声及传播特性。通过仿真结果与试验结果相对比,讨论和研究管道和阀门尺寸、流速等因素对噪声频率及声压大小的影响。研究结果表明,声共振现象发生在斯特劳哈数为0.3~0.6的区域内,且声共振频率随流速的增加表现出频率锁定特征,随旁支管长度的增大,声共振频率降低。

随着我国高铁的不断提速,列车运行时所产生的气动噪声占总声压强的比例也越来越大,不仅影响车厢内乘客的乘坐舒适度,还可能对铁路沿线区域周边环境带来噪音污染。为此建立高速动车组"受电弓-绝缘子"仿真模型,求解列车不同运行速度下受电弓表面噪声频谱特性,分析受电弓周围空间环境的噪声分布情况。分析得出:当列车以300 km/h时速运行时,受电弓产生的气动噪声在列车周边25 m外最大声压级为99.3 d B。以上结论为抑制列车气动噪声提供了理论依据。

近年来,随着民航客机数量以及机场起落密度的不断增加,飞机噪声已成为人们普遍关注的问题。当气流流过起落架时会产生很大的噪声,起落架已成为机体噪声的主要来源。采用麦克风阵列测量技术与高级波束成形算法对起落架的气动噪声源进行定位。通过包含有24个麦克风的平面阵列对试验数据进行采集,并利用CLEAN-SC、DAMAS、DAMAS2等三类高级波束成形算法获取起落架的主要噪声源位置。通过对不同声源定位方法的结果进行对比,发现CLEAN-SC算法在起落架气动噪声源定位中最为适用。最终采用CLEAN-SC算法对不同频率段下起落架的噪声源进行定位。结果表明,随着频率的不断发生提高,起落架的主要噪声源位置出现由机轮沿着侧支撑不断发生移动的规律。

汽车高速行驶过程中,车外气动噪声和轮胎辐射噪声对人耳侧的影响难以定量分析。利用高速公路试验结合传递路径分析的方法,研究汽车高速工况下车外相关位置气动噪声和轮胎辐射噪声的传递特性;对驾驶员耳侧的气动噪声和轮胎辐射噪声进行定量分析,计算出车外不同位置、类型噪声对驾驶员耳侧的噪声贡献量;分析车外不同类型噪声源的贡献量随车速的变化特性;将高速工况驾驶员耳侧拟合噪声信号与实测信号进行对比分析,确定了车外不同位置噪声贡献量在频域上的分布规律。