高速列车头车外流场气动噪声的仿真与实验研究

doi:10.12068/j.issn.1005-3026.2018.08.015

东北大学学报:自然科学版 ›› 2018, Vol. 39 ›› Issue (8): 1137-1142.DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2018.08.015

高速列车头车外流场气动噪声的仿真与实验研究

姜世杰，杨松，吴丹，闻邦椿

(东北大学机械工程与自动化学院，辽宁沈阳110819)

收稿日期:2017-04-26 修回日期:2017-04-26 出版日期:2018-08-15 发布日期:2018-09-12
通讯作者: 姜世杰
作者简介:姜世杰(1985-)，男，辽宁营口人，东北大学讲师，博士；闻邦椿(1930-)，男，浙江温岭人，东北大学教授，博士生导师，中国科学院院士.冯明杰(1971-)，男，河南禹州人，东北大学副教授; 王恩刚(1962-)，男，辽宁沈阳人，东北大学教授，博士生导师.
基金资助:
中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(N150303003)；辽宁省博士科研启动基金资助项目(201601005).国家自然科学基金资助项目(51171041).

Simulating and Experimental Investigations on Aerodynamic Noise of High-Speed Train Head

JIANG Shi-jie， YANG Song， WU Dan， WEN Bang-chun

School of Mechanical Engineering & Automation， Northeastern University， Shenyang 110819， China.

Received:2017-04-26 Revised:2017-04-26 Online:2018-08-15 Published:2018-09-12
Contact: JIANG Shi-jie
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摘要/Abstract

摘要： 针对高速列车的头车进行全尺寸三维模型和流场流域的创建，并通过k-ε湍流模型计算稳态流场;在稳态流场的基础上，采用宽频带噪声模型计算头车表面的气动噪声源;利用大涡模拟(LES)方法计算瞬态流场，进而获取车身外表面的脉动压力;再基于瞬态流场，采用Lighthill声类比理论研究头车远场气动噪声的计算.最后，比较气动噪声的仿真分析结果与实地试验结果，验证了仿真结果的正确性.

关键词: 高速列车, 气动噪声, Lighthill声类比理论, 仿真分析, 实地试验

Abstract: The full-size high-speed train head and flow field around were modeled to simulate the turbulent air flow and aerodynamic noise. The external steady flow field was computed using the Realizable k-ε turbulence model. Based on the steady flow field， aerodynamic noise sources on the train head surface and the external transient flow field were calculated by broadband acoustics source model and large eddy simulation (LES)， respectively. The fluctuating pressures on the train surface were obtained from the results of the transient model. Considering the transient flow field， the far-field aerodynamic noise of the train head was finally obtained based on Lighthill acoustics analogue theory. The simulated aerodynamic noise was compared with the on-line test result to validate the simulation， and they have a good agreement.

Key words: high-speed train, aerodynamic noise, Lighthill acoustics analogue theory, simulated analysis, on-line test

中图分类号:

U270.16

姜世杰，杨松，吴丹，闻邦椿. 高速列车头车外流场气动噪声的仿真与实验研究[J]. 东北大学学报:自然科学版, 2018, 39(8): 1137-1142.

JIANG Shi-jie， YANG Song， WU Dan， WEN Bang-chun. Simulating and Experimental Investigations on Aerodynamic Noise of High-Speed Train Head[J]. Journal of Northeastern University Natural Science, 2018, 39(8): 1137-1142.

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