高速列車車廂連接處氣動噪聲特性初探

李　輝， 肖新標， 朱旻昊， 金學松

(西南交通大學 牽引動力國家重點實驗室,成都　610031)

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高速列車車廂連接處氣動噪聲特性初探

李輝， 肖新標， 朱旻昊， 金學松

(西南交通大學 牽引動力國家重點實驗室,成都610031)

摘要：建立高速列車車廂連接處簡化的氣動噪聲分析模型，基于聲類比理論、FLUENT軟件分析車廂連接處形狀及風擋對氣動噪聲影響，給出車外氣動噪聲分布規(guī)律。數(shù)值結(jié)果表明，對近車廂連接處端部進行圓角光順能減小氣動噪聲值。圓角半徑越大減噪效果越明顯；在車廂連接部位安裝風擋能減小車外及車廂連接內(nèi)部空腔的氣動噪聲，風擋開口處的氣動噪聲值有所增加。對風擋板進行圓角光順可進一步減弱氣動噪聲。

關(guān)鍵詞：高速列車；車廂連接；風擋；氣動噪聲

隨車速提高，列車行駛中的氣動特性對其運行影響更顯突出，表現(xiàn)為速度對氣動安全性作用會引起更大氣動噪聲。為此，我國已建立一系列從實驗到理論分析的高速列車空氣動力學研究體系，并取得國際先進技術(shù)成果[1]。建立列車氣動性能與車頭外形間理論研究體系，創(chuàng)立從列車空氣動力性能分析氣動外形、結(jié)構(gòu)設(shè)計等具有自主知識產(chǎn)權(quán)的研究方法[2-4]。姚拴寶等[5]研究高速列車各組成部分的氣動阻力，統(tǒng)計、歸類后給出其對總氣動阻力的貢獻。在氣動噪聲研究上，張曙光[6]認為列車噪聲源主要有牽引、輪軌、氣動三類，每類噪聲源所占主導速度范圍不同，車速高于某臨界速度時氣動噪聲取代輪軌噪聲成為主要噪聲源。劉紅光等[7]通過求解廣義Lighthill方程，給出適合計算車輛行駛工況的氣動噪聲產(chǎn)生方法。

在眾多聲源中車廂連接處氣動噪聲十分復雜。Han等[8-9]應(yīng)用羽翼仿生學原理進行車廂連接部位低噪聲設(shè)計。Choi等[10]借助風洞試驗研究車廂連接處氣動噪聲。耿冬寒等[11]認為矩形空腔的氣動噪聲指向氣流方向上游，并由氣動噪聲低頻成分決定。Mizushima 等[12-13]認為對車廂連接邊緣圓角處理可減弱氣動噪聲水平。Kang 等[14]基于二維模型分析車廂連接處安裝的風擋開口間隙對該部位氣動噪聲影響。本文據(jù)文獻[14]研究思路，對其建立的模型進行修改，建立車廂連接模型及對車廂端部圓角光順與安裝風擋的車廂連接模型，分析連接部位改變車廂端部結(jié)構(gòu)形狀、風擋幾何形狀、尺寸等噪聲頻譜特性及車外氣動噪聲分布規(guī)律，并改進風擋，旨在為車廂連接處低噪聲外形設(shè)計提供參考。

1車廂連接部位計算模型

1.1車廂連接部位模型

圖1(a)為車廂連接處示意圖，箭頭表示行車方向。利用列車結(jié)構(gòu)的局部對稱性，為縮短計算時間，建立車廂連接部位二維模型，見圖1(b,Ⅰ)。該模型為矩形空腔結(jié)構(gòu)，腔高H=0.35 m，長L=0.8 m。圖1(b,Ⅱ,Ⅲ)為改進的車廂連接。其中Ⅱ為對車廂連接處上部前、后緣進行圓角光順，Ⅲ為對車廂連接上、下同時進行圓角光順。圓角半徑均0.1 m 。

圖1　車廂連接處示意圖Fig.1 Schematic diagram of inter-coach

1.2計算流體力學方法

據(jù)Lighthill聲類比理論設(shè)聲壓對流動狀態(tài)無察覺影響[15]。氣動噪聲計算先獲得聲源附近瞬態(tài)流場，再據(jù)FW-H方程計算氣動噪聲。流場用LES模型模擬，因湍流由不同尺度旋渦組成，能量由大尺度渦決定。因此，直接計算大尺度渦量，而小尺度渦用亞格子模型模擬[16]。

引入亞格子模型,重構(gòu)大渦模擬的N-S方程[17]

(1)

(2)

式中：ρ為流體密度；ui，uj為xi、xj方向速度分量；μ為流體黏性系數(shù)；τij為亞格子雷諾應(yīng)力。

為不封閉項，亞格子雷諾應(yīng)力是可解尺度與過濾掉的小尺度間動量輸運項，應(yīng)用模型封閉。其數(shù)學模型為

(3)

FW-H方程為

(4)

式中：p′為待解聲場參量；Tij為Lighthilll張量；ui為流體xi方向速度分量；un為流體沿物體表面法向速度分量；vn為運動物體垂直物體表面的法向速度分量；ρ0為無擾動流體密度；ρ為擾動的流體密度；▽為哈密頓算子；f=0為隱函數(shù)描述的控制面方程，f>0表示控制面外部區(qū)域，f<0表示控制面內(nèi)部區(qū)域；H(f)為Heaviside廣義函數(shù)，即將Lighthill應(yīng)力張量引起的噪聲限制在控制面以外區(qū)域，δ(f)=dH(f)/df。

圖2　模型及網(wǎng)格Fig.2 Model and grid of inter-coach

式(4)右端由仿真求得，求解該方程可得氣動噪。車廂連接處仿真在Fluent平臺上進行。氣動模型計算域據(jù)文獻[14]進行修改，車廂連接前后長各7 m、高5 m。劃分模型網(wǎng)格并對車廂連接區(qū)域及車身表面加密，該區(qū)域最大網(wǎng)格尺寸為0.005 m，密網(wǎng)格區(qū)域見圖2中黑色區(qū)域。在聲源以外區(qū)域設(shè)置網(wǎng)格過度因子稀化網(wǎng)格。網(wǎng)格總數(shù)約220萬。對左側(cè)速度入口設(shè)定列車行駛速度v=300 km/h，右側(cè)出口設(shè)為壓力出口邊界，出口壓力設(shè)為大氣壓。車身表面設(shè)置無滑移壁面邊界條件，其余為對稱邊界。先選k-ε湍流模型進行穩(wěn)態(tài)計算，獲得初始準定常解；利用LES湍流模型進行流場瞬態(tài)計算，求解算法選SIMPLEC，離散格式選中心差分格式(Central Difference)；采樣時間設(shè)置為5×10-5s。計算20 000步后開啟噪聲模塊，選車廂連接部位腔體壁面及相鄰兩節(jié)車廂近風擋部位一倍車廂連接長度車身表面為氣動聲源，采集聲源面脈動壓力數(shù)據(jù)，采樣時間4 000步。分析采樣時間段內(nèi)的噪聲特性。

2計算結(jié)果分析

2.1車廂連接Ⅰ氣動噪聲特性

車外噪聲測點布置見圖3。在車廂連接部位腔體內(nèi)部布置兩個監(jiān)測點(1、2)。在車廂連接部位距離車身表面1 m、2 m遠間隔0.4 m各布置11個測點。本文所有車廂連接形式的噪聲測點布置方式相同。

圖3　車廂連接部位氣動噪聲測點布置(m)Fig.3 Arrangement of aerodynamic noise measuring points(m)

Ⅰ在車廂連接外2 m、正中位置氣動噪聲測點1 000 Hz內(nèi)聲壓級頻譜曲線見圖4，可見氣動噪聲峰值出現(xiàn)在40～140 Hz范圍內(nèi)，最高峰值對應(yīng)頻率為88 Hz。其它氣動噪聲測點聲壓級頻譜規(guī)律與所選測點相似，此處略去。

矩形空腔流動區(qū)域流體自激振蕩頻率可描述為

式中：L為空腔長度；Mac=Uc/c為分離渦流動馬赫數(shù)；Uc近似取為氣流平均流速。

本文矩形空腔在分析速度下的自激振蕩頻率為83.6 Hz。氣動噪聲最大峰值對應(yīng)頻率較接近矩形空腔自激振蕩頻率。表明矩形空腔流動的氣動噪聲由空腔結(jié)構(gòu)所致流體自激振蕩聲。

圖4　車廂連接2 m外中間點氣動噪聲頻譜 Fig.4 Aerodynamic noise information of Intermediate position point at 2 m away from train body

2.2車廂連接部位形狀對氣動噪聲影響

利用測點噪聲信息求得各測點A計權(quán)的總聲壓級。連接Ⅰ～Ⅲ的車外氣動噪聲分布規(guī)律見圖5。由圖5看出，三種類型車廂連接結(jié)構(gòu)的車外氣動噪聲指向性相同均指向上游，與文獻[11]結(jié)論相同。車廂連接部位下游車身外部區(qū)域氣動噪聲值較大，且氣動噪聲呈前后“兩瓣”狀分布。對比Ⅰ、Ⅱ，車廂連接上端圓角光順后其下游氣動噪聲大大減弱。以距車身2 m測點為例，氣動噪聲值在車廂連接下游下降約4 dB(A)；對比Ⅱ、Ⅲ，在車廂連接上端圓角光順基礎(chǔ)繼續(xù)對下端進行圓角光順，氣動噪聲減弱效果不明顯。

圖5　車外氣動噪聲分布Fig.5 The distribution of aerodynamic noise outside the train

三種車廂連接在t=1.0 s的渦量值分布見圖6。可見三種車廂連接均有漩渦流向下游，并在上游重新生成漩渦。連接Ⅰ在下游位置渦量值明顯大于Ⅱ、Ⅲ。對比三種連接渦量分布可知，對車廂連接上端進行圓角光順能減弱氣體流動湍流劇烈程度，而對下端進行圓角光順對氣流流動影響不明顯。風擋外氣動噪聲呈“兩瓣”狀分布原因為氣流以較高速度作用于矩形空腔下游邊緣，形成強烈反饋，流體反饋振蕩釋放的能量以聲波形式回傳?？涨粎^(qū)域氣體流動引起的氣動噪聲指向上游；氣流流過車廂連接處時上游的漩渦撞擊在車廂連接下游邊緣，漩渦破碎后引起不規(guī)則流動作用于車廂連接下游的車身表面，使下游車身表面出現(xiàn)較大壓力變化。因此，下游車身表面亦是重要的氣動聲源，并引起較大車外噪聲。

圖6　車廂連接Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ氣流渦量分布Fig.6 Contours of vorticity magnitude at inter-coach Ⅰ 、Ⅱ、Ⅲ

提取Fluent中的聲源表面脈動壓力信息導入Virtual-lab軟件中，將CFD網(wǎng)格的脈動壓力信號插值到Virtual-lab的聲學網(wǎng)格，利用邊界元方法計算氣動噪聲輻射。由于車廂連接處氣動噪聲主要集中在低頻，在Virtual-lab中截取連接Ⅰ低頻下(70 Hz，9 0Hz，120 Hz，180 Hz)車外氣動聲場云圖，見圖7。由圖7看出，70 Hz，90 Hz的車外氣動噪聲聲場分布“兩瓣”形狀明顯，其中矩形空腔所在一瓣指向上游，另一瓣指向下游。兩瓣分界點在車廂連接下游邊緣，與車外噪聲總聲壓級分布規(guī)律相似。120 Hz的車外氣動噪聲分布呈前后“兩瓣”狀，但界限模糊；180 Hz時氣動噪聲分布無“兩瓣”狀。因此，車廂連接處車外氣動噪聲分布呈“兩瓣”狀分布由氣動噪聲低頻成分尤其峰值附近頻率成分決定。

圖7　車廂連接外氣動聲場云圖(dB)Fig.7 Contours of aerodynamic noise sound field(dB)

2.3倒角半徑對氣動噪聲影響

對車廂連接部位上下端同時倒圓角，圓角半徑R為0.1 m，0.125 m，0.15 m，0.175 m。車外2 m噪聲分布具有相似分布規(guī)律，見圖8。由圖8看出，倒角0.1 m與0.125 m相比氣動噪聲相差不大；倒角由0.125 m增加到0.15 m甚至0.175 m時，前后臺階已變平緩， 對流動分離的反饋程度大大減弱。氣動噪聲值亦有大幅降低。

圖8　不同圓角半徑的車外2 m氣動噪聲分布Fig.8 Aerodynamic noise distribution under different radius at 2 m away from train body

2.4車廂連接處風擋對噪聲影響

治理高速列車車廂連接部位氣動噪聲廣泛采用在連接部位安裝風擋減少流進連接部位空腔內(nèi)部氣流，緩解湍流劇烈程度，進而減弱氣動噪聲。本文選三種形式風擋見圖9。其中Ⅳ為平板型風擋，Ⅴ為過渡型風擋，Ⅵ為在風擋Ⅳ基礎(chǔ)上對前后擋板圓角進行處理。

安裝風擋Ⅳ 、Ⅴ后，風擋將車廂連接處形狀變成帶開口的“內(nèi)凹”型空腔，見圖10。由圖10看出，氣流在凹腔內(nèi)形成三個主要渦流區(qū)域，在風擋、車廂連接前后兩車廂端面、底面共同作用下使風擋內(nèi)部流動狀況相對穩(wěn)定。

車廂連接上游風擋擋板沿氣流流動方向前伸，擋板下空出一塊區(qū)域，氣流流經(jīng)車廂連接位置在上游風擋擋板末端脫離后流向風擋凹腔內(nèi)部區(qū)域擴散空間更大，在上游車廂端部后面形成的漩渦能量較弱。氣流流過車廂連接達下游風擋版時遇到擋板突起發(fā)生分離，一部分沿車身外表面流向下游，另部分沿后擋板內(nèi)側(cè)向下流向車廂連接的凹腔內(nèi)部。此正對氣流的微小突起結(jié)構(gòu)較易導致氣流振蕩，引起旋渦脫落，誘發(fā)另類型氣動噪聲即邊緣音。車廂連接Ⅳ、Ⅴ的渦量圖均明顯看到下游風擋擋板引起的漩渦脫落；風擋下游車身表面附近出現(xiàn)規(guī)律的旋渦運動，漩渦緊貼車身表面運動并拍打車身表面，會直接引起較顯著的車內(nèi)、外氣動噪聲。兩種形式風擋噪聲源分布見圖11，可見安裝風擋后，車廂連接空腔內(nèi)部表面對噪聲的貢獻較弱，擋板突起是新引入的氣動聲源，對氣動噪聲貢獻較大。

圖9　車廂連接Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ結(jié)構(gòu)示意圖(cm)Fig.9 The structure of windshield IV, V, Ⅵ (cm)

圖10　兩種風擋的氣體渦量分布Fig.10 Contours of vorticity magnitude at inter-coach

圖11　安裝風檔后車廂連接處氣動聲源強度分布Fig.11 Surface acoustic power level of inter-coach with a windshield

車廂連接Ⅵ的渦量見圖12。改進風擋的車廂連接Ⅵ與Ⅳ相比，上游擋板后的渦量值增大。此因上游擋板圓角光順后引入局部“臺階”，臺階為生成旋渦提供條件。在連接Ⅵ下游擋板氣流分離處，氣流沿圓角平順越過下游擋板流向車身后方，對氣流擾動較Ⅳ弱，故后方氣流漩渦能量降低。

圖12　車廂連接Ⅵ氣體渦量分布Fig.12 Contours of vorticity magnitude at inter-coach Ⅵ

無風擋(Ⅰ)、三種風擋(Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ)車外2 m處氣動噪聲分布見圖13，可見安裝風擋Ⅳ、Ⅴ后車外噪聲指向性發(fā)生變化，上游氣動噪聲較弱，中下游氣動噪聲較強。車外測點氣動噪聲幅值減小，即風擋對車外氣動噪聲減噪效果較好，且上游氣動噪聲減小幅度更大，此因風擋使氣流經(jīng)車廂連接部位時大部分空氣直接沿車身外表面流向下游，車廂連接凹腔內(nèi)部的氣流減少，減弱氣流反饋作用及傳向上游的聲波能量。而下游擋板突起正對空氣來流，對流動造成干擾，引起旋渦脫落，漩渦在下游擋板上脫落后沿車身表面運動同時“拍打”車身表面，導致下游出現(xiàn)較大氣動噪聲。因此風擋對下游氣動噪聲的減弱效果不明顯。兩種風擋引起的氣動噪聲在車外分布基本無差異。將擋板圓角光順后，上游噪聲有回升，下游噪聲減小。噪聲在車外指向性進一步減弱，幅值進一步減小。

圖13　車廂連接三種形式的車外2 m氣動噪聲分布Fig.13 Aerodynamic noise distribution of inter-coach at 2 m away from train body

2.5車廂連接空腔區(qū)域噪聲

6種車廂連接形式在空腔內(nèi)部測點的氣動噪聲值見表1。結(jié)果表明，車廂連接Ⅰ～Ⅲ測點2的氣動噪聲較測點1小。安裝風擋的車廂連接Ⅳ、Ⅴ及Ⅵ測點2噪聲較測點1大。對連接處車廂端部進行圓角光順，其凹腔內(nèi)部減噪2～3 dB(A)。安裝風擋后開口處氣動噪聲較突出，凹腔內(nèi)部氣動噪聲值與未安裝減噪10 dB(A)以上。平板型風擋與過度型風擋對車外氣動噪聲無顯著差異，但平板型風擋尺寸小，對氣流擾動影響小，在車廂連接空腔內(nèi)部區(qū)域引起的噪聲值更小。對擋板進行圓角光順后車廂連接Ⅵ與Ⅳ及Ⅴ相比風擋開口處測點2氣動噪聲值減小，測點1氣動噪聲值有所回升，因Ⅵ模型測點1距風擋開口更近，故氣流擾動對測點1影響更明顯?？傊?，車廂連接Ⅵ 引起的車外氣動噪聲較Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ均小，引起測點1的氣動噪聲較車廂連接Ⅰ～Ⅲ小，測點2的氣動噪聲較車廂連接Ⅳ、Ⅴ小，與Ⅰ相近。因此，6種車廂連接形式中Ⅵ性能最優(yōu)。

表1　測點1、2噪聲聲壓級

3結(jié)論

通過分析6種形式車廂連接的氣動噪聲，結(jié)論如下：

(1)車廂連接處氣動噪聲為由空腔結(jié)構(gòu)導致的流體自激振蕩噪聲。

(2)車外噪聲分布呈明顯“兩瓣”形狀，分界在車廂連接下游邊緣，中空腔所在一瓣指向上游，另一瓣指向下游。該指向性由低頻成分尤其噪聲峰值附近的頻率成分決定。

(3) 對車廂端部上端倒角，氣動噪聲減噪效果明顯，下游氣動噪聲減小幅度大于上游。對車廂端部下端倒角，氣動噪聲減噪效果不明顯。車廂端部倒角半徑增大，氣動噪聲減小。

(4)安裝風擋后車外氣動噪聲指向特性發(fā)生改變，噪聲指向中下游。上游氣動噪聲減小幅度大于下游，車廂連接后緣對氣流的反饋作用減弱，指向上游的氣動噪聲減弱；下游擋板突起會引入新的氣動噪聲源。

(5)風擋圓角光順可減小風擋外氣動噪聲值，指向性減弱。風擋圓角光順后開口處測點氣動噪聲較圓角光順前小，風擋空腔內(nèi)部測點氣動噪聲較圓角光順前大。擋板倒角后空腔內(nèi)部噪聲增大，開口處氣動噪聲減小。

參 考 文 獻

[1] 田紅旗.中國列車空氣動力學研究進展[J].交通運輸工程學報,2006,6(1):1-9.

TIAN Hong-qi. Evolvement of train aerodynamics in China[J].Journal of Traffic and Transportation Engineering,2006,6(1):1-9.

[2] 田紅旗,梁習鋒,許平.列車空氣動力性能研究及外形、結(jié)構(gòu)設(shè)計方法[J].中國鐵道科學,2002,23(5):138-141.

TIAN Hong-qi,LIAN Xi-feng,XU Ping.Research on the aerodynamic performance of train and its configuration and structure design method[J].Journal of the China Railway Society, 2002,2002,23(5):138-141.

[3] 田紅旗,周丹,許平.列車空氣動力性能與流線型頭部外形[J].中國鐵道科學,2006,27(5):47-55.

TIAN Hong-qi,ZHOU Dan,XU Ping.Aerodynamic performance and streamlined head shape of ttrain[J].Journal of the China Railway Society,2006,27(5):47-55.

[4] 許平.田紅旗.姚曙光.流線型列車頭部設(shè)計制造一體化方法[J].交通運輸工程學報,2007,7(1):6-11.

XU Ping,TIAN Hong-qi,YAO Shu-guang.Integrative method of design and manufacture on streamlined head of train[J].Journal of Traffic and Transportation Engineering,2007,7(1):6-11.

[5] 姚拴寶,郭迪龍,楊國偉,等.高速列車氣動阻力分布特性研究[J].鐵道學報,2012.34(7):18-23.

YAO Shuan-bao, GUO Di-long, YANG Guo-wei,et al.Distribution of high-speed train aerodynamic drag[J].Journal of the China Railway Society,2012.34(7):18-23.

[6] 張曙光.350 km/h高速列車噪聲機理、聲源識別及控制[J].中國鐵道科學,2009,30(1):86-90.

ZHANG Shu-guang.Noise mechanism, sound source localization and noise control of 350 km/h high speed train[J].China Railway Science, 2009,30(1):86-90.

[7] 劉紅光,陸森林.高速車輛氣流噪聲計算方法[J].交通運輸學報,2002,2(2):41-44.

LIU Hong-guang, LU Sen-lin.Calculation method of the aerodynamic noise around high speed vehicles[J].Journal of Traffic and Transportation Engineering,2002,2(2):41-44.

[8] Han J H, Kim T M, Kim J S. The effect of scaling of owl’s flight feather on aerodynamic noise at inter-coach space of high speed train based on biomimetic analogy[J].International Journal of Railway,2011,4(4):109-115.

[9] Han J H, Kim J S.An aerodynamic noise reduction design at inter-coach space of high speed trains based on biomimetic analogy[J]. International Journal of Railway,2011, 4(3):74-79.

[10] Choi S, Park C S, Park J,et al. Experimental investigation of noise generation from the inter-coach spacing of a high-speed train[J].Journal of the Korean Society for Railway,2007,10(6):786-791.

[11] 耿冬寒,劉正先.大渦模擬-Light-hill等效聲源法的空腔水動噪聲預(yù)測[J].哈爾濱工程大學學報,2010,31(2):182-187.

GENG Dong-han,LIU Zheng-xian.Predicting cavity hydrodynamic noise using a hybrid large eddy simulation on lighthill’s equivalent acoustic source method[J].Journal of Harbin Engineering University,2010,31(2):182-187.

[12] Mizushima F, Kato C, Kutita T. Investigation of aerodynamic noise generated from a train car gap[C]//Inter-Noise, Honolulu, Hawa II,USA,2006.

[13] 肖友剛,張平.高速列車縱向?qū)ΨQ面氣動噪聲計算及外形優(yōu)化[J].環(huán)境工程學報,2013,7(4):1584-1588.

XIAO You-gang,ZHANG Ping. Numerical prediction of aerodynamic noise radiated from longitudinal symmetric plane of high-speed train and shape optimization[J].Chinese Journal of Environmental Engineering,2013,7(4):1584-1588.

[14] Kang H,Kim C. Two dimensional numerical study in gangway of next generation high speed train for reduction of aero-acoustic noise[J]. Journal of the Korean Society for Railway,2011,14(4):327-332.

[15] 張強.氣動聲學基礎(chǔ)[M].北京：國防工業(yè)出版社,2012:134-135.

[16] 黃莎.高速列車車外氣動噪聲數(shù)值模擬研究[D].長沙：中南大學,2009.

[17] 黃莎,梁習峰,楊明智.高速列車車廂連接部位氣動噪聲數(shù)值模擬及降噪研究[J].空氣動力學學報,2012,30(2):254-259.

HUANG Sha,LIANG Xi-feng,YANG Ming-zhi.Numerical simulation of aerodynamic noise and noise reduction of high-speed train connection section[J].ACTA Aerodynamica Sinica,2012,30(2):254-259.

Analysis on aerodynamic noise in inter-coach space of high-speed train

LIHui,XIAOXin-biao,ZHUMin-hao,JINXue-song

(State Key Laboratory of Traction Power, Southwest Jiaotong University, Chengdu 610031, China)

Abstract:An aerodynamic noise analysis model of the simplified inter-coach space between the two carriages of a high-speed train was established based on FLUENT software and Virtual-lab software. By using the model, the effects of the inter-coach structural configuration and the windshield on aerodynamic noise generation in the inter-coach space were analysed. The exterior noise distribution and the noise radiated sound field near the inter-coach were obtained. The numerical results show that aerodynamic noise level can be decreased by rounding the edges of the inter-coach structure and the windshield. In between the carriages of the train, installing the windshield can reduce the aerodynamic noise outside and inside the cavity between the carriages effectively, but the pneumatic noise level at the windshield opening increases. Finally, the windshield was optimized, and the optimized windshield has better noise reduction effect.

Key words:high-speed train; inter-coaching; windshield; aerodynamic noise

中圖分類號:U270.16

文獻標志碼：A

DOI:10.13465/j.cnki.jvs.2016.06.020

通信作者金學松 男，教授，博士生導師，1956年生

收稿日期：2014-11-10修改稿收到日期：2015-03-31

基金項目：國家自然科學基金(51475390;U1434201);國家863計劃(2011AA11A103-2-2);教育部創(chuàng)新團隊(IRT1178);中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費專項資金資助(SWJTU12ZT01)

第一作者 李輝 男，碩士生，1989年生

E-mail:xsjin@home.swjtu.edu.com