Page 127 - 《应用声学》2021年第6期

第 40 卷 第 6 期 潘爱鹏等： 湍流边界层激励下高速列车车窗参数研究 923

4种工况的辐射声功率级在分析频带内都较为接近； 此，在计算的 5 种工况下，9 : 5 作为车窗双侧玻璃厚
1 : 1 时在低频阶段走势起伏变化较大，到了高频阶 度比最合适。
段，与其余 4 种工况差距明显且明显高于其余工况。
图9中根据分析频带内的辐射声功率级计算了各个 60
工况下的声功率级总值，可以发现比例为 1 : 1 时， 40

声功率级最大，3 : 1 的声功率级次之，7 : 3 和 9 : 5
比较接近。由于辐射声功率与振动功率成正比，随 20
着频率的增加，高频阶段的壁面压力逐渐降低，声功 ᣣ࠱ܦҪဋጟ/dB (ref=10 -12 W)
率级也呈现逐渐降低趋势。1 : 1 比例下内侧玻璃在 0 1:1 overall=35.7 dB
3:1 overall=33.9 dB
1601 Hz 存在显著模态，因此在 1600 Hz 下速度响 -20 5:2 overall=32.1 dB
7:3 overall=31.8 dB
应和辐射声功率都出现了波峰。图10给出了5个工 9:5 overall=31.7 dB
况下声音辐射接收面 a 的声压总值分布，由图能清 -40 63 125 250 500 1000 2000
晰看出声压分布遵循着由中心往外逐步扩散降低 1/3φᮠሮ˗ॷᮠဋ/Hz
的特征。通过对比发现 9 : 5 下的声压值最低，由左 图 9 内侧玻璃辐射声功率级
往右依次增加，符合辐射声功率级的总值规律。因 Fig. 9 Radiated sound power level of inside glass

9:5 7:3 5:2 3:1 1:1

40 44.6 50.73 56.87 63
-5
঴ϙ/dB (ref=2T10 Pa)
图 10 各个工况下分析频段内声音辐射接收面 a 的声压总值
Fig. 10 The total sound pressure value of the surface a in the full frequency band under
various working conditions
2.3 空腔阻尼损耗因子对车窗声振响应的影响 到 0.05 这两种辐射声功率级总值变化比较大的工

保持车窗其他参数不变，将空腔阻尼损耗因 况下，声压级在高频阶段有了明显降低，剩余的两种
子调整为 0、0.005、0.01、0.05 和 0.08 共计 5 个工况。 阻尼变化情况下，声压级在低频和高频阶段几乎相
其中我国某高速列车车窗空腔阻尼损耗因子约为 等，中频阶段有细微的差异。考虑到制造成本的因
0.05 [13] 。图 11 给出了内侧玻璃的平均速度响应， 素，当空腔阻尼损耗因子为 0.05 时，最适合作为高
图 12 给出了内侧玻璃的辐射声功率级，图 13 给出 速列车车窗结构的参考值。
了距离内侧玻璃0.3 m处的声压级。
-80
由图 11 可知，随着空腔阻尼损耗因子的增加， 0
内侧玻璃的平均速度响应逐渐降低；低频阶段，5 种 -100 0.005
0.01
工况下速度级响应比较接近，随着频率的增加，高频 0.05
0.08
阶段的差距逐渐拉大。通过计算图12中5 种工况下 ᤴए־ऄጟ/dB (ref=1 m/s) -120
分析频带内的辐射声功率级总值，当阻尼从 0.01 增 -140
加到 0.05时，辐射声功率级总值降低幅度是最大的，
总值降低了 2.8 dB；阻尼从 0 增加到 0.005 时，辐射 -160
声功率级总值降低幅度次之，总值降低了1.2 dB；阻
-180
尼从 0.005 增加到 0.01 和从 0.05 增加到 0.08 时，辐 63 125 250 500 1000 2000
1/3φᮠሮ˗ॷᮠဋ/Hz
射声功率级总值变化不明显，总值分别变化了1 dB
和0.7 dB。当这种变化表现到图 13 声压级上时，可 图 11 内侧玻璃平均速度响应
以发现在阻尼从 0 增加到 0.005 和阻尼从 0.01 增加 Fig. 11 Average velocity response of inside glass