Page 133 - 《应用声学》2021年第4期
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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 617
对车内噪声的贡献以中高频为主。空间声场的形成 流线型气动噪声能量，其中转向架舱位置噪声能量
不仅来自于车身表面压力脉动的偶极子噪声，也有 最大，该位置是发生气动分离，湍流运动比较剧烈的
来自于车身四周涡流的四极子噪声，因此在车内噪 区域。因此进行车内外降噪方案设计时，应重点关
声的评估和计算时，通常选取空间平均声场。图 12 注转向架舱区域。
为 300 km/h 运行速度下车头区域在空间声场作用
下车身表面的声压级云图。总体特征如下：以车头 3 结论
鼻尖为界，底部声压级大于上部流线型声压级。在
本文通过气动噪声风洞试验和数值仿真对高
底部结构中，转向架舱内的声压级最大，转向架舱后
速动车组气动噪声特性进行了分析，分析结果表明：
缘、顶板是转向架舱声压级最大的位置，受转向架
(1) 气动噪声风洞试验测试与分析表明高速动
舱的声波绕射影响，车体两侧表面的声压级也较大。
车组远场气动噪声是一宽频噪声，不同风速下噪声
ܦԍጟ/dB(A) 频谱具有相似的分布规律，气动噪声总声能随速度
100 107 114 121 128 135
的 6.6 次方增加；受电弓引起的气动噪声主要集在
中高频，噪声峰值频率随速度的变化线性增加；转向
架引起的气动噪声主要集中在中低频，噪声峰值频
值频率与速度无关。
(2) 对比高速动车组气动噪声远场 10 个测
点仿真结果与试验结果的总声压级，最大差值
图 12 车头表面声压级云图
2.2 dB(A)，最大相对误差 2.5%，验证了仿真模型的
Fig. 12 Total sound pressure level of head surface
准确性。
声功率指声源单位时间内向外辐射的能量大 (3) 基于 APE 的仿真分析表明动车组车头近
小，了解声功率级的大小有助于了解声源本身的特 场气动噪声以车头鼻尖为界，底部气动噪声能量大
征，从而提供降低噪声的方向。表 2 给出 300 km/h 于上部流线型气动噪声能量，其中转向架舱位置噪
运行速度下，转向架舱顶板、车体、排障器、鼻尖、转 声能量最大，该位置是发生气动分离，湍流运动比较
向架舱、车窗的声功率级。转向架舱包含舱内前缘 剧烈的区域。因此进行车内外降噪方案设计时，应
面、顶板、后缘面、两侧裙板面，考虑到气动噪声向 重点关注转向架舱位置。
车内传播时，主要经由顶板和车体结构向车内传播，
单独给出了转向架舱顶板的声功率级，为车内噪声
参 考 文 献
提供参考。各个部件的声功率级大小顺序为转向架
舱>排障器>车体>车窗>鼻尖。
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噪声以车头鼻尖为界，底部气动噪声能量大于上部 701–711.
