Page 129 - 《应用声学》2021年第4期

第 40 卷 第 4 期 贾尚帅等： 高速动车组气动噪声试验与仿真分析 613

离车体中心线 7.5 m 远，距离地板 1.2 m 高，轴向间 的方形杆件产生，未呈现谐频特性；在受电弓降弓状
距0.8 m，上游第一支传声器与车头鼻尖平齐，对测 态，频段的峰值消失，高频噪声能量也略有降低，但
点依次编号为1–10，测点示意图如图2所示。 略高于无弓状态。

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 75
1.2 m 70
2075 Hz

᮳ศڡ౜ 65
ܦԍጟ/dB(A) 60 4150 Hz
(a) Ο᜽ڏ 2800 Hz
7.5 m 55 6225 Hz
50 Ӥल࿄গ
ᬌल࿄গ
(b) ο᜽ڏ
45
௄ल࿄গ
图 2 试验远场测点 40
10 2 10 3 10 4
Fig. 2 Far field test points ᮠဋ/Hz
在风速300 km/h时，对动车组进行3 种车辆状 图 3 受电弓远场气动噪声频谱曲线
态的受电弓部件影响试验，分别为整车升弓状态、 Fig. 3 Far-field aerodynamic noise spectrum curve
整车降弓状态和整车无弓状态，根据测试结果分析 of pantograph
受电弓对远场气动噪声的贡献和频率特性。与此同
图 4 给出了风速 300 km/h 时转向架对远场气
时，在风速 300 km/h 时，对动车组进行两种车辆状
动噪声影响频谱曲线，由试验结果可知转向架引起
态的转向架部件影响试验，分别为光车体状态和光
的气动噪声主要集中在 200 ∼ 5000 Hz 的中低频频
车体 + 转向架状态，其中光车体状态对转向架舱进
段，在 275 ∼ 1125 Hz 之间，动车组光车体状态各
行封堵，根据结果分析转向架对远场气动噪声的贡
频段噪声都要比光车体+转向架状态低5 dB(A)左
献和频率特性。在整车升弓状态下，在 160 km/h、
右，1125 Hz 以后的各频段两种状态噪声差值逐渐
180 km/h、200 km/h、300 km/h 和 330 km/h 的风
减小，大于 5000 Hz 的各频段二者几乎重合，转向架
速下进行试验，分析整车远场气动噪声的速度特性
气动噪声在 275 Hz 和 387.5 Hz 附近出现噪声峰值，
与频率特性。
分别达到69.9 dB(A)和70.4 dB(A)。
1.3 试验结果分析
75
根据能量叠加原理，采用 A 加权声压级的平均 70 275 Hz 387.5 Hz
1125 Hz
值L pm 评价整车气动噪声，即 65
( m ) 60
1 ∑
L pm = 10 lg 10 0.1L pi , (1) ܦԍጟ/dB(A)
m 55
i=1 50
式(1) 中，L pi (i = 1, 2, 3, · · · , m) 为第 i 个噪声评估 Аᢼʹ࿄গ
45 Аᢼʹ ᣁՔ౶
点测得的 A 加权声压级，m 为噪声评估点总数，本
40
试验中，m = 10。 10 2 10 3 10 4
ᮠဋ/Hz
图 3 给出了风速 300 km/h 时受电弓不同状态
远场气动噪声频谱曲线，由试验结果可知受电弓引 图 4 转向架远场气动噪声频谱曲线
起的气动噪声主要集中在大于1800 Hz 的中高频范 Fig. 4 Far-field aerodynamic noise spectrum curve
of bogie
围内，在受电弓升弓状态下，部分频段存在噪声峰
值；受电弓气动噪声呈现出明显的谐频特性，噪声 图5给出了整车升弓状态下变风速试验频谱曲
峰值基频为 2075 Hz，噪声达到 67.1 dB(A)，二阶和 线，由试验结果可知整车气动噪声是一宽频噪声，
三阶谐频峰值频率为 4175 Hz 和 6225 Hz，分别为 不同风速下噪声频谱具有相似的分布规律，风速
基频的 2 倍和 3 倍，该谐频特性由受电弓组成部件 增加，远场噪声总声压级逐渐变大。图 5 曲线所示
中的圆柱杆件产生；此外图 3 所示的升弓状态存在 由受电弓引起的噪声峰值频率随速度的变化线性
2800 Hz 的噪声峰值，该峰值由受电弓组成部件中 增加，这是由于组成受电弓的各部件均为杆件结