本文著眼高速列車整車近壁面與路邊氣動(dòng)噪聲特性,基于流體力學(xué)和聲學(xué)的相關(guān)理論、用Fluent軟件對列車外流場及氣動(dòng)噪聲進(jìn)行數(shù)值仿真計(jì)算,并建立高速列車氣動(dòng)噪聲數(shù)據(jù)庫,對氣動(dòng)噪聲數(shù)據(jù)進(jìn)行管理和查詢。主要研究工作如下:（1）本文建立了 CRH3型高速列車氣動(dòng)噪聲計(jì)算的計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)模型,模型包括頭車、中間車和尾車、一個(gè)受電弓及六個(gè)轉(zhuǎn)向架,為了計(jì)算準(zhǔn)確,模型中也包括了車頭、車尾的流線型曲面、車端連接風(fēng)擋、及空調(diào)導(dǎo)流罩等關(guān)鍵部件;模型中共有1570萬流體單元,車體、轉(zhuǎn)向架、受電弓等結(jié)構(gòu)表面共劃分93萬個(gè)三角形單元,單元最小尺度為5mm。（2）基于Fluent軟件,使用k-ε湍流模型計(jì)算了高速列車在200km/h、250km/h、300km/h、350km/h速度下車體外流場的穩(wěn)態(tài)解。計(jì)算結(jié)果表明,列車表面曲率變化較大的位置靜壓力較大,如轉(zhuǎn)向架、車頭鼻錐處等位置;湍流運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈、空氣流動(dòng)分離現(xiàn)象明顯的位置列車表面靜壓也較大,如受電弓弓頭滑板、車頭與車廂連接過渡處等位置。（3）以整車外流場穩(wěn)態(tài)計(jì)算結(jié)果為初始條件,用大渦模擬法計(jì)算高速列車在不同速度下外流場的瞬態(tài)解,基于Lighthill聲類比理論及FW... 

【文章來源】：大連交通大學(xué)遼寧省

【文章頁數(shù)】：109 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１技術(shù)路線框圖??Ｆｉｇ．?１．１?Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ?ｒｏｕｔｅ?ｄｉａｇｒａｍ??本章小結(jié)??本章首先總結(jié)了近年來我國高速鐵路興起和發(fā)展的總體脈絡(luò)，并整理了世界范圍內(nèi)??高速列車不斷前進(jìn)的歷程

如車門、把手、雨刷器、車燈等不規(guī)則的凹陷凸起處，??幾何形狀過于復(fù)雜，如果按照ＣＲＨ３動(dòng)車組８節(jié)完整地建立模型，一方面由于計(jì)算機(jī)硬??件等條件的限制，網(wǎng)格規(guī)模的增加會(huì)使仿真計(jì)算時(shí)間變長；另一方面由于列車中間車廂??的橫截面積是不變的，氣流流經(jīng)車頭后在中間幾節(jié)車廂位置氣體流動(dòng)狀態(tài)會(huì)變得相對穩(wěn)??定，各個(gè)中間車氣流壓力大小和分布情況大致相同，無需對所有中間車全部加以仿真分??析，所以為了研宄整車的氣動(dòng)噪聲特性，本文高速列車計(jì)算仿真采用整車三節(jié)車模型，??模型包括頭車、中間車、尾車。具體如圖３．１所示。???…．二…廠．．：?＇?ｖ?＇?????圖３．１高速列車三節(jié)車簡化幾何模型??Ｆｉｇ．?３．１?Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ?Ｓｉｍｐｌｉｆｉｅｄ?ｇｅｏｍｅｔｒｉｃ?ｍｏｄｅｌ?ｆｏｒ?ＣＲＨ３??為了簡化模型，本文在建模過程中考慮了車頭和車尾曲面，研究表明流線型車頭對??高速列車氣動(dòng)噪聲特性影響較大，所以本文對流線型車頭和車尾的鼻尖處進(jìn)行了細(xì)化，??并且保留了對于車頭處噪聲影響較大的排障器和車窗玻璃及雨刷結(jié)構(gòu)，忽略了對于噪聲??１５??

?第三章高速列車計(jì)算模型及穩(wěn)態(tài)流場分析???翁：麟?．暑??（ｅ）車廂連接處與受電弓局部模型?⑴一位端車廂連接與轉(zhuǎn)向架局部模型??圖３．２車體簡化模型??Ｆｉｇ．?３．２?ｌｏｃａｌ?Ｓｉｍｐｌｉｆｉｅｄ?Ｍｏｄｅｌ?ｏｆ?ｔｈｅ?ＣＲＨ?Ｔｒａｉｎ??３．?１．２計(jì)算域的選取??本文的計(jì)算域設(shè)計(jì)思想來源于風(fēng)洞試驗(yàn)，即假設(shè)列車勻速行駛在無限大的空間中，??并且沒有任何障礙物和地形影響，列車保持靜止不動(dòng)，同時(shí)與列車行駛相反方向的氣流??從計(jì)算域流入端流入，與列車壁面相互作用后從氣流流出端流出，以此模擬高速列車運(yùn)??行時(shí)的實(shí)際工況。考慮到如果計(jì)算域中的流場采用無限大的計(jì)算域，一方面加大了模擬??仿真的難度、增加了網(wǎng)格單元的規(guī)模，另一方面也提高了計(jì)算機(jī)硬件的要求，故本文計(jì)??算域中的流場將無限大的計(jì)算域用有限的計(jì)算域替代。??研究顯示，車頭、車尾與計(jì)算域邊界的距離對計(jì)算結(jié)果的精度影響并不相同。調(diào)整??計(jì)算域上游邊界與車頭的距離對于計(jì)算結(jié)果并不很大；縮小車尾與計(jì)算域的氣流流出端??的距離，計(jì)算結(jié)果卻產(chǎn)生了不同程度的誤差，事實(shí)上，這些誤差的產(chǎn)生與列車尾流發(fā)展??不充分有著直接的關(guān)聯(lián)。所以，為了保證計(jì)算精度，盡可能縮小誤差并且模擬列車運(yùn)行??時(shí)的實(shí)際工況，一方面應(yīng)當(dāng)縮小計(jì)算區(qū)域，另一方面應(yīng)當(dāng)合理地控制列車尾部與計(jì)算域??下游邊界的距離。??高速列車幾何模型表面為剛性固定壁面，面ａｂｅｄ氣流流入端，邊界條件為速度入??口，面ｅｆｇｈ氣流流出端，高速列車始終在亞音速條件下行駛，，其馬赫數(shù)約為０．３，考慮??空氣為不可壓縮流體，其邊界條件為壓力出口，并且表壓為〇ｐａ，底面ａｂｆｅ為地面，其??邊界條件為移動(dòng)壁面，


本文編號(hào)：2975896