高速列車氣固界面的摩擦噪聲研究.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我國(guó)高速鐵路的建設(shè)己成為新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)，如四橫四縱快速客運(yùn)專線的建設(shè)等。這不僅提高了運(yùn)行輸送效率，縮短了人們的出行時(shí)間，使“夕發(fā)朝至”成為現(xiàn)實(shí)，同時(shí)也使城市之間的經(jīng)濟(jì)、文化、貿(mào)易等交流更加頻繁。但是在鐵路逐漸提速的同時(shí)，噪聲問(wèn)題越來(lái)越顯得突出。當(dāng)噪聲傳遞到鐵路客車內(nèi)，會(huì)使乘客的乘車舒適度大為降低，而傳遞到鐵路客車外，會(huì)使鐵路沿線兩側(cè)需對(duì)噪聲有限制要求的區(qū)域如：醫(yī)院、學(xué)校、住宅區(qū)等深受其害。因此，噪聲控

2、制對(duì)高速鐵路長(zhǎng)期發(fā)展是個(gè)很值得研究的課題，目前有關(guān)噪聲機(jī)理和控制的研究主要局限于輪軌噪聲，而缺少空氣動(dòng)力噪聲的研究。由于空氣動(dòng)力噪聲的強(qiáng)度大約和運(yùn)行速度的6次方成正比，在高速行駛時(shí)，空氣動(dòng)力噪聲研究往往不容忽視。
　　 本文第一章緒論首先介紹了高速鐵路的工程背景，包括高速鐵路的特點(diǎn)和意義、高速鐵路的歷史發(fā)展、國(guó)內(nèi)高速鐵路的建設(shè)現(xiàn)狀、高速列車的噪聲污染問(wèn)題及研究現(xiàn)狀，其次介紹了相關(guān)的科學(xué)理論，包括流體界面特性、氣固界面邊界層特性、

3、分子間作用力、聲學(xué)理論、摩擦噪聲、仿生學(xué)。
　　 第二章應(yīng)用相對(duì)運(yùn)動(dòng)原理和邊界層理論，針對(duì)高速列車的一節(jié)車廂建立層流邊界層模型研究空氣動(dòng)力學(xué)現(xiàn)象，主要借助Matlab軟件分析討論車廂界面空氣流體的速度場(chǎng)分布和噪聲根源，并提出了考慮界面分子間作用力研究空氣的流場(chǎng)。
　　 第三章，在高速列車前端的光滑界面上建立微元體，并利用Gambit軟件創(chuàng)建單元體和劃分網(wǎng)格，通過(guò)Fluent軟件建立湍流邊界層模型(RNGκ-ε模型)，從微

4、觀尺度分析了微元體內(nèi)部流體的速度場(chǎng)、壓力場(chǎng)、壁面剪應(yīng)力場(chǎng)和噪聲場(chǎng)。
　　 第四章分析加工有圓坑織構(gòu)的高速列車表面，利用Gambit軟件和Fluent軟件在微元體內(nèi)建立湍流邊界層模型進(jìn)行數(shù)值模擬，分析了圓坑織構(gòu)的深徑比、面積比、布局、尺度對(duì)空氣流體的速度場(chǎng)、壓力場(chǎng)、壁面剪應(yīng)力場(chǎng)和噪聲場(chǎng)的影響。
　　 第五章研究加工有三角織構(gòu)的高速列車表面，利用Gambit軟件和Fluent軟件在微元體內(nèi)建立湍流邊界層模型進(jìn)行數(shù)值模擬，分析