[发明专利]一种列车远场气动噪声预测的方法、装置及列车

说明书

本发明公开了一种列车远场气动噪声预测的方法，包括根据列车的相关参数，构建多种三车编组列车模型；根据多种所述三车编组列车模型，构建多种三车编组列车的气动噪声源文件及网络文件；根据多种所述三车编组列车的气动噪声源文件及网络文件，选择对应的车间类型，构建完整编组列车的气动噪声源文件及网络文件；基于所述完整编组列车的气动噪声源文件及网络文件，计算列车整车远场气动噪声。该方法能够实现对任意多编组情况下的列车整车远场气动噪声进行有效预测，便于评估列车整车的远场气动噪声特性。本发明还公开了一种列车远场气动噪声预测装置、列车及计算机存储介质，均具有上述有益效果。

技术领域

本发明涉及轨道交通车辆技术领域，特别是涉及一种列车远场气动噪声预测的方法，还涉及一种列车远场气动噪声预测装置、列车及计算机可读存储介质。

背景技术

随着科学技术的发展，列车的速度也不断提高，列车与空气之间的相互作用变得越来越显著，空气动力学问题已经成为发展列车亟待研究和解决的关键问题。列车在运行时，其车体表面会产生较大的脉动压力，进而会在列车内部产生气动噪声，从而影响乘客的舒适性。当列车速度达到300km/h时，气动噪声将超过轮轨噪声，会成为高速列车噪声的主要来源，而噪声超标通常成为制约列车提速的关键问题。准确预测并了解高速列车车内气动噪声特性，是开展高速列车降噪设计的基础及关键。

在现有技术中，一种气动噪声计算方法是直接数值模拟方法，直接数值模拟方法通过在包含声源和测点位置的计算区域内直接求解Navier-Stokes方程(纳维叶-斯托克斯方程)而直接获得测点的噪声特性，但其对计算网格和时间步长的要求非常高，不适用于工程实际问题中气动噪声的预测。目前对于列车气动噪声的预测，最常用的方法是将气动声源的预测和远场噪声的预测分开，第一步计算近场流场，获得气动声源，第二步计算气动声源的远场辐射噪声。远场辐射噪声的计算通常采用Lighthill声学比拟理论，该方法的发展已较为成熟，具有很好的计算准确度。近场流场计算是列车远场气动噪声预测的关键，为准确获得列车近场气动噪声源，需要准确模拟列车绕流流场的脉动信息，为此近场流场计算通常需要采用大涡模拟方法。而大涡模拟方法对计算网格的要求很高，计算网格数量巨大，需要很大的计算机内存和很长的计算时间，在目前的技术条件下，通常可以开展三车编组列车绕流流场的大涡模拟数值计算，而列车整车(通常为八车编组或十六车编组)三维绕流流场的大涡模拟数值计算是难以实现的。

因此，如何实现对任意多编组情况下的列车整车远场气动噪声进行有效预测，以评估列车整车的远场气动噪声特性，为列车整车的降噪设计提供有效参考是本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种列车远场气动噪声预测的方法，该方法能够实现对任意多编组情况下的列车整车远场气动噪声进行有效预测，便于评估列车整车的远场气动噪声特性；本发明的另一目的是提供一种列车远场气动噪声预测装置、列车及计算机可读存储介质，均具有上述有益效果。

为解决上述技术问题，本发明提供一种列车远场气动噪声预测的方法，包括：

根据列车的相关参数，构建多种三车编组列车模型；

根据多种所述三车编组列车模型，构建多种三车编组列车的气动噪声源文件及网络文件；

根据多种所述三车编组列车的气动噪声源文件及网络文件，选择对应的车间类型，构建完整编组列车的气动噪声源文件及网络文件；

基于所述完整编组列车的气动噪声源文件及网络文件，计算列车整车远场气动噪声。

优选的，所述根据列车的相关参数，构建多种三车编组列车模型包括：

根据列车的相关参数，构建三种类型的三车编组列车模型；其中，所述三车编组列车模型的顺序依次为头车、中间车、尾车。

优选的，所述根据多种所述三车编组列车模型，构建多种三车编组列车的气动噪声源文件及网络文件包括：