仿生表面織構(gòu)對高速列車空氣摩擦噪聲影響的研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟的發(fā)展與科技的進步，我國的高速鐵路建設越來越完善，高速列車運營的速度不斷提高。隨之產(chǎn)生的噪聲問題，尤其是空氣摩擦噪聲，嚴重影響了鐵路沿線人民的正常生活。目前國內(nèi)外關于高鐵空氣摩擦噪聲的研究主要是從宏觀角度出發(fā)，優(yōu)化車廂的結(jié)構(gòu)。如優(yōu)化受電弓的結(jié)構(gòu)、對列車頭部進行流線化設計、改進轉(zhuǎn)向架、百葉窗等部位的結(jié)構(gòu)等。本文從微觀的角度出發(fā)，模仿自然界鳥類、魚類等的一些特殊微結(jié)構(gòu)，在高速列車表面設計表面織構(gòu)，研究表面織構(gòu)對高鐵噪聲的影響。

2、>　　本文第一部分緒論介紹了國內(nèi)外高速鐵路建設的工程背景，以及高鐵降噪研究的工程意義?？偨Y(jié)了國內(nèi)外關于空氣摩擦噪聲的研究方法和高速列車降噪研究的現(xiàn)狀，對國內(nèi)外關于表面織構(gòu)減阻降噪的研究進行了綜述，最后簡單介紹了分形幾何學。
　　第二部分模仿鯊魚的表皮結(jié)構(gòu)，在高速列車表面設計了一層菱形表面織構(gòu)，使用Gambit軟件劃分網(wǎng)格，結(jié)合Fluent軟件建立計算模型。通過數(shù)值計算得出了計算區(qū)域內(nèi)的噪聲分布、速度場分布、湍動能分布等，根據(jù)數(shù)值計

3、算結(jié)果分析了菱形表面織構(gòu)的降噪機理。并進一步研究了列車運行速度、菱形織構(gòu)的對角線比和菱形織構(gòu)的深邊比對空氣摩擦噪聲的影響。
　　第三部分模仿雪花的分形結(jié)構(gòu)，在高速列車表面設計了一層Koch雪花表面織構(gòu)，使用Gambit軟件劃分網(wǎng)格，結(jié)合Fluent軟件建立計算模型。通過數(shù)值計算得出了計算區(qū)域內(nèi)的噪聲分布、速度場分布、湍動能分布等。并進一步設計了多尺度Koch雪花表面織構(gòu)，結(jié)合圓坑表面織構(gòu)設計了復合表面織構(gòu)，多角度分析了基于Koch

4、雪花的表面織構(gòu)對空氣摩擦噪聲的影響。
　　第四部分模仿座頭鯨頭部和鰭狀肢上的一層凸包結(jié)構(gòu)，在高速列車表面分別以球缺和圓柱狀為基元設計了均勻微凸起表面織構(gòu)，使用Gambit軟件劃分網(wǎng)格，結(jié)合Fluent軟件建立計算模型。通過數(shù)值計算得出了計算區(qū)域內(nèi)的噪聲分布、速度場分布、湍動能分布等。并進一步將兩種基元分別錯位排列和交叉混合排列，形成混合微凸起表面織構(gòu)和復合微凸起表面織構(gòu)，分析了其對空氣摩擦噪聲的影響。
　　第五部分是總結(jié)與展