[发明专利]基于SNGR方法的高速列车气动噪声计算方法

权利要求书

1.一种基于SNGR方法的高速列车气动噪声计算方法，包括如下步骤：

步骤1、建立高速列车计算流体动力学模型；

步骤2、基于建立的高速列车计算流体动力学模型，求解高速列车周围稳态流场，即求解稳态三维雷诺平均方程，得到流场的关键物理量，其包括流场的密度、速度、静压以及湍动能和湍流耗散率；

其特征在于，还包括：步骤3、基于稳态速度场，合成湍流速度场，构造与时间相关湍流速度场序列，即将每个时刻t的速度表示成N个傅里叶模态之和；

步骤4、求解以流场的密度为变量的声波动方程，得出声源项；

步骤5、将求解的声源项代入FW-H方程，求解高速列车对外辐射噪声；

所述高速列车计算流体动力学模型的建立包括高速列车表面几何修理、确定计算域、划分网格、定义边界条件；

所述构造与时间相关湍流速度场序列具体公式如下：

式中，t为时间，x为位置向量，N为模态数，u_n、Ψ_n、σ_n和ω_n分别为第n个傅里叶模态幅值、相位、方向和角频率，k_n为波数；

第n个模态幅值用下式计算：

式中，E(k_n)为湍流动能谱，计算E(k_n)需要湍动能和湍流耗散率，二者从步骤2雷诺方程的稳态解获得；

求解气动噪声基本理论是Lighthill声类比方程，如下式所示：

其中，T_ij为Lighthill应力，且T_ij＝ρu_iu_j-e_ij+δ_ij(p-c₀ρ)，在SNGR方法中，u_i、u_j为由式(1)合成的湍流速度场。