[发明专利]一种高速列车车内噪声的快速计算方法

说明书

技术领域

本发明涉及高速列车技术领域，特别是涉及一种高速列车车内噪声的快速计算方法。

背景技术

随着高速列车速度的提高，车内噪声也大幅提高，高速列车在运行过程中，车外噪声源主要由轮轨噪声、气动噪声、运行设备噪声等组成，车外噪声透过车体结构传递到车内形成车内噪声，高速列车的噪声控制技术成为高速列车研发设计中的一项关键技术，也是高速列车综合技术实力的体现。

高速列车噪声控制是一项系统工程，如果在车辆设计之初没有通过噪声预测，有针对性的进行降噪设计，等问题暴露以后再进行噪声治理，将会导致成本高、效果差，影响生产进度和整车性能。因此，噪声预测技术，对于缩短设计周期，降低成本，保证车辆舒适性具有重要意义。目前的噪声预测基本都是基于专业性的商业软件进行计算，建模复杂，操作繁琐，整个仿真预测过程需要耗费大量时间，影响产品设计周期，不适合高速列车在初步方案设计阶段的应用。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的是提供一种高速列车车内噪声的快速计算方法，以实现快速简便的计算出车内噪声，方便各种降噪方案的对比和优化，可以大大缩短设计周期，降低成本。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种高速列车车内噪声的快速计算方法，其可以包括如下步骤：

步骤1：首先将整车等效为由车顶、左侧墙、右侧墙、地板的四个面声源组成的长方体封闭结构；

步骤2：然后根据面声源的几何衰减公式计算出各个面声源在车内标准点处的噪声值。

其中，步骤2中，所述面声源的几何衰减公式为：L_{车内标准点}＝L_车外-R_隔声量-L_衰减-R_吸声；其中，L_{车内标准点}表示面声源在标准点处的车内噪声值，L_车外表示该面声源的车外表面噪声值，R_隔声量表示该面声源的断面隔声量，L_衰减表示该面声源在车内的衰减量，R_吸声表示该面声源在车内的吸声量。

其中，所述步骤2还包括：

步骤21：依次计算车顶、左侧墙、右侧墙、地板的面声源，并由此计算得到初步的车内表面噪声；

步骤22：依次计算车顶、左侧墙、右侧墙、地板的面声源在车内准点处的衰减量；

步骤23：按照不相关声源叠加原理，进行叠加计算，具体的计算公式为：

L_i为车顶、左侧墙、右侧墙、地板的车内表面噪声在标准点处的衰减量，根据上式得到各个面声源在标准点衰减之后噪声的合成值即L_衰减。

其中，所述步骤21的具体步骤为通过粘贴在车体表面的片式传感器测得车顶、左侧墙、右侧墙、地板的车外表面噪声，然后通过实验或仿真获得该面声源的断面隔声量，将车外表面噪声值减去断面隔声量，计算得到初步的车内表面噪声。

其中，所述步骤22的具体步骤为：

当标准点与面声源中心距离r处于以下条件时，按下述方法近似计算该面声源在车内标准点处的衰减量：当r≤a/π时，没有衰减；当a/π≤r≤b/π时，等同线声源衰减特性A_div≈10lg(r/r₀)；当r>b/π时，等同点声源衰减特性A_div≈20lg(r/r₀)，其中a为面声源的长方形短边，b为面声源的长方形长边，r₀为参考位置距离声源的距离，此处取r₀＝a/π。

其中，所述步骤22还可以包括具体步骤：

经过计算，顶板、左侧墙、右侧墙以及地板到标准点的中心距离均在a/π≤r≤b/π之间，因此按照A_div≈10lg(r/r₀)进行计算各个面声源在车内标准点处的衰减量。

其中，还可以包括步骤24：

计算座椅和壁面吸声量：

S为整车内表面积，T为测试的混响时间，V为车内空腔的体积，根据以上公式和测试数据，计算得到吸声量的修正值即R_吸声。