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摘要
受限于风洞尺寸和仿真计算规模，研究高速列车气动噪声问题时，通常采用缩比模型。然而，由于受电弓区域的流场结构复杂，缩比模型的使用会导致雷诺数减小，从而改变流场结构，进而影响到气动噪声特性。为探明模型尺度对气动噪声声源分布和辐射噪声强度的影响，结合大涡模拟和Ffowcs Williams-Hawkings积分方程，研究高速列车受电弓区域不同缩比尺度下的气动激扰特征、表面偶极子声能和远场辐射噪声声压级。研究结果表明：随着模型尺寸减小，流动主尺度从受电弓上部迁移到受电弓下部。流场变化导致声场主发声源随之迁移，受电弓区域的整体辐射噪声呈下降趋势。1/4、1/8、1/16、1/25和1/50比例的缩比模型辐射噪声分别为97.40 dB(A)、95.39 dB(A)、94.30 dB(A)、92.48 dB(A)、88.1dB(A)。其中，1/4比例的缩比模型受电弓上部声源声功率占比为32%，受电弓区域整体声源谱型存在两个峰值，峰值频率由弓头和上臂杆产生；而在1/50缩比模型中受电弓下部声源声功率占比为87%，受电弓区域整体声源谱型呈现宽频特征，与受电弓腔谱型特征一致。研究结果揭示模型缩小导致的误差是非线性的，进行缩比模型试验时，需要根据具体的缩比尺度对声源特征进行相应的修正，以便更准确地反映实际情况。研究结果可为缩比模型试验仿真以及未来高速列车的低气动噪声设计提供参考依据。
- 出版日期2023
- 单位中南大学; 中国空气动力研究与发展中心; 湖南理工学院
