Page 129 - 《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 925

[3] Strawderman W A. Turbulence-induced plate vibrations:
3 结论 an evaluation of finite- and infinite-plate models[J]. The
Journal of the Acoustical Society of America, 1969, 46(5):
将非相关壁面平面波技术和有限元模型进行 1294–1295.
结合，在声振分析软件中建立了高速列车车窗在 [4] Ichchou M N, Hiverniau B, Troclet B. Equivalent ‘rain on
TBL 激励下的仿真预测模型。研究了空腔厚度、双 the roof’ loads for random spatially correlated excitations
in the mid–high frequency range[J]. Journal of Sound and
侧玻璃厚度比和空腔阻尼损耗因子对车窗在 TBL
Vibration, 2008, 322(4): 926–940.
激励下声振特性的影响，并基于研究结果对现有车 [5] Ciappi E, De Rosa S, Franco F, et al. On the dynamic
窗结构进行了优化，结论如下： behavior of composite panels under turbulent boundary
(1) 随着空腔厚度的增加，车窗结构的声振响 layer excitations[J]. Journal of Sound and Vibration, 2016,
364: 77–109.
应逐渐减弱。综合考虑对车内声场环境优化效果和
[6] De Rosa S, Franco F, Ciappi E. A simplified method for
空间节省原则，选定 20 mm的空腔厚度作为优化方 the analysis of the stochastic response in discrete coor-
向之一。 dinates[J]. Journal of Sound and Vibration, 2015, 339:
359–375.
(2) 改变双侧玻璃厚度比是在不增加结构整体
[7] Franco F, Robin O, Ciappi E, et al. Similitude laws for
质量情况下，减小车窗结构向车内辐射噪声的一种
the structural response of flat plates under a turbulent
有效办法。在达到优化车内声场环境的目的下，未 boundary layer excitation[J]. Mechanical Systems and Sig-
改变结构质量，满足了轻量化设计要求。在调查的 nal Processing, 2019, 129: 590–613.
[8] Marchetto C, Maxit L, Robin O, et al. Experimental pre-
工况中，当外侧、内侧玻璃厚度比为 9 : 5 时，车窗声
diction of the vibration response of panels under a tur-
振响应的优化效果最好。 bulent boundary layer excitation from sensitivity func-
(3) 基于参数调查结果对车窗结构提出优化方 tions[J]. The Journal of the Acoustical Society of America,
案，优化后的车窗结构在辐射声功率级总值上较原 2018, 143(5): 2954.
[9] Maxit L. Simulation of the pressure field beneath a tur-
车窗降低了 2.8 dB。在分析频段内除了个别频率点
bulent boundary layer using realizations of uncorrelated
外，声压级都得到了降低。 wall plane waves[J]. The Journal of the Acoustical Society
综上，本文所做的参数研究结果对于高速列车 of America, 2016, 140(2): 1268.
车窗在 TBL 激励下的声振特性优化具有一定的参 [10] Karimi M, Maxit L, Croaker P, et al. Analytical and nu-
merical prediction of acoustic radiation from a panel under
考价值，对于高速列车上其他车体板壁结构在 TBL
turbulent boundary layer excitation[J]. Journal of Sound
激励下声振性能的研究有一定的借鉴意义，同时对 and Vibration, 2020, 479: 115372.
提高设计开发效率和降低生产成本起到了积极作 [11] Goody M. Empirical spectral model of surface pressure
用 [14] 。 fluctuations[J]. AIAA Journal, 2004, 42(9): 1788–1794.
[12] Corcos G M. Resolution of pressure in turbulence[J]. The
Journal of the Acoustical Society of America, 1963, 35(2):
参 考 文 献 192–199.
[13] 张玉梅, 王瑞乾, 李晔, 等. 高速列车车窗隔声量研究 [J]. 机
[1] 霍新祥. 高速列车车厢壁板的隔声研究 [D]. 兰州: 兰州交通 械工程学报, 2018, 54(4): 212–221.
大学, 2013. Zhang Yumei, Wang Ruiqian, Li Ye, et al. Study on sound
[2] Karimi M, Croaker P, Maxit L, et al. A hybrid numerical transmission loss of windows on high speed trains[J]. Jour-
approach to predict the vibrational responses of panels ex- nal of Mechanical Engineering, 2018, 54(4): 212–221.
cited by a turbulent boundary layer[J]. Journal of Fluids [14] 徐郑骁. 高速列车用车窗玻璃隔声性能比较研究 [D]. 兰州:
and Structures, 2020, 92(C): 102814. 兰州交通大学, 2020.