基于多目标优化的高速列车受电弓空腔射流降噪研究

为降低高速列车受电弓部位的气动噪声，对受电弓底部空腔采用射流降噪的主动控制方法。建立高速列车纯空腔射流参数化模型，选用合适的数值模拟方法对参数模型进行流场和声场的对比分析计算，在保证空腔后壁面阻力系数尽量小的情况下，得到使空腔远场降噪效果最佳的射流方式。根据射流设计变量与相关力系数、远场噪声等优化目标之间的非线性关系，选用支持向量回归-多目标遗传优化设计算法，对已有的数值计算样本进行多目标寻优设计，获得一系列Pareto最优射流方式。结果表明：空腔射流流量与流场、声场变化无明显线性关系，射流位置在空腔壁面偏上位置时降噪效果更好；受电弓空腔固有频率与声场峰值频率范围不同，避免了声腔共振的问题。研究空腔射流对受电弓的影响，发现受电弓弓头升力系数不受射流影响，并且降噪效果优于纯空腔射流，整体最多可降噪6.2 dB。     

高速列车受电弓射流降噪仿真分析与风洞试验研究

针对高速列车行驶过程中受电弓区域产生的气动噪声问题，提出一种基于射流的主动降噪新方法。通过建立1∶30缩比受电弓空腔射流降噪装置模型，探究不同射流速度对空腔噪声的抑制效果。采用LES湍流模型和FW-H声学模型对受电弓空腔流场和声场进行求解，分析不同射流速度对湍动能、涡量、表面声功率级及远场噪声值的影响，得出来流马赫数M=0.117时的最优射流速度为40 m/s;在最优射速下，受电弓空腔表面最大声功率级降低了4.503 dB,远场噪声值在2.5 m接收点处降低1.43 dB,在8.333 m接收点处降低1.16 dB,达到降噪设计目标。在此基础上，进行1∶30缩比模型的风洞试验，测试受电弓空腔后壁面监测点的脉动压力，并对其进行傅里叶变换(FFT),得到300～5 000 Hz范围内噪声频谱特性；在射速40 m/s下，后壁面中间、边缘监测点处总声压级分别减小0.53、0.49 dB。将仿真与试验数据进行对比，得出总声压级最大误差为3.54 dB,误差值占总声压级的2.4%,验证了气动噪声计算方法的准确性。     

基于射流的高速列车受电弓空腔气动噪声降噪方法

随着列车速度的提升,气动噪声问题愈发突出,而受电弓引发的气动噪声占有较高比例,因此提出一种射流主动降噪方法。通过建立3节车编组的整车模型,采取定常SSTk-w湍流模型和宽频带噪声模型进行仿真,分析高速列车受电弓气动噪声声源及流场特性;基于LES和FW-H声学比拟理论分析研究气动噪声特性。数值计算结果表明,顺向射流降噪效果显著,逆向射流降噪效果不明显。在列车速度350km/h下,施加顺向射流的标准监测点平均总声压级降幅达6.04d B,数值算例结果验证了本文提出的射流主动降噪的有效性。     

地铁能馈变流器噪声特性及控制技术研究

针对地铁能馈变流器的噪声特性进行试验研究,分析其主要噪声源、噪声传播规律以及进/出口结构的声学性能,并针对性地进行出口阻性消声器设计及试验验证。研究结果表明,风机为主要噪声源,风机噪声由出口传播直接导致产品噪声超标;采用出口阻性消声器方案可有效降低出口噪声传播,风机出口测点降噪量达17.33 dB(A)。相关研究对改善能馈变流器及类似产品的声学性能,指导产品结构降噪设计具有参考价值。     

城轨车辆辅助逆变器声场仿真分析及优化

为改善辅助逆变器的噪声问题,采用多物理场耦合仿真的方法分析了逆变器的主要噪声源,首先采用大涡模拟方法对风道流场进行了瞬态仿真计算,得到了壁面压力脉动,然后通过FFT将声源位置的时域压力脉动转换成频域分布,映射到谐响应分析模块中计算振动噪声.基于分析结果,提出了几种降噪方案,对比分析了降噪效果,并通过试验验证了优化方案的...     

基于展向波纹穿孔结构的受电弓杆件减阻降噪研究

地铁列车在隧道中行驶时,受电弓对气流产生扰动并形成涡旋脱落,从而产生明显的气动噪声。对λ/D=2、ω/D=0.48的弓头展向波纹结构模型进行波峰、波谷、波峰波谷耦合穿孔优化设计,通过流体计算软件FLUENT进行流场的稳态和瞬态计算求解。采用标准k-ε模型计算稳态流场,在此基础上通过大涡模拟计算瞬态流场。基于气动噪声混合计算方法,将瞬态流场计算结果通过积分插值映射到声学网格上,并计算获取气动噪声声源及传播过程。仿真计算结果表明：展向波纹穿孔结构模型较无穿孔模型有降低气动噪声的作用;展向波纹结构波峰波谷穿孔模型较单独的波峰、波谷穿孔模型的降噪性能较优;在远场R=1.18 m、2 m、5 m处,展向波纹波峰波谷穿孔模型的总声压级较波峰穿孔模型降低了0.51 dB、1.46 dB和1.43 dB,较波谷穿孔模型的总声压级降低了0.37 dB、1.21 dB和1.29 dB。     

一种电动车组用真空断路器的设计开发

从电动车组实际运用需求出发,参照绝缘配合标准,选取绝缘材料,确定绝缘方案并完成电动车组用新型真空断路器的设计开发。运用有限元分析软件进行模拟分析计算,并进行了设计试验和型式试验,计算和试验结果表明新型真空断路器符合设计要求。     

哈密机务段半封闭式机车水阻试验库降噪工程设计研究

对哈密机务段半封闭式机车水阻试验库噪声超标的主要原因进行了分析研究.针对主要噪声源柴油机排气噪声、冷却风扇排风噪声,分别采取了加装排气消声器、热风通道消声器等措施.针对机体噪声采取了隔声降噪处理.在机车水阻试验库内部进行了吸声处理,并对操作室进行了隔声降噪处理等多项治理措施.监测数据表明,机车水阻试验库噪声治理工程取得了明显的降噪声效果,满足国家相关标准的要求,达到了预期目的,并获得了企业和社会各方面均比较满意的结果.     

高速列车整车气动噪声及分布规律研究

本文建立包括头车、尾车、中间车、受电弓、转向架在内的CRH3型高速列车整车三维绕流流动的数值计算模型,用Fluent软件计算不同速度的外部稳态流场,基于稳态流场结果,使用宽频带噪声源模型计算车身表面气动噪声源,得到车体表面声功率级分布;以稳态流场为初始值,用大涡模拟计算车外部瞬态流场,基于瞬态流场用FW-H噪声模型预测高速列车辐射的远场噪声;分析车体表面声功率级和远场总声压级的分布规律,并将车体侧面远场噪声计算结果与试验结果进行比较分析。结果表明:列车高速运行时的气动噪声源主要是迎风侧车头及受电弓等曲率变化较大的曲面,受电弓滑板表面声功率级最大,高于头车头部15dB;从总声压级来看,受电弓滑板、头车第一个转向架和头车鼻尖处总声压级分别为160dB、135dB、130dB,受电弓滑板处具有最大的总声压级;从车体侧面噪声来看,离地面越近噪声越大。通过将远场噪声计算结果与噪声测试结果的对比证明了本文计算结果的准确性。     

钢轨阻尼器减振降噪效果试验研究

在钢轨轨腰粘贴钢轨阻尼器能有效降低高频噪声与振动.为探讨钢轨阻尼器的减振降噪效果,在北京南站选取试验段安装阻尼器,对有阻尼器和无阻尼器的钢轨进行了测试分析对比.试验结果表明,在测试条件下,钢轨安装阻尼器后列车行驶噪声的等效声级平均降低了3.6 dBA;钢轨的振动加速度级平均降低了6.7 dB;站台的振动加速度级平均降低了9.3 dB;减振降噪效果明显.     

多种吸声型声屏障降噪效果比较

高速铁路所辐射噪声对周围环境的危害通常采用吸声型声屏障来降低。吸声型声屏障降噪效果与吸声材料特性有关。为此选取了3种不同的声屏障吸声材料,利用绕射声衰减的理论计算方法和统计能量法,对比分析不同吸声型声屏障的降噪效果。研究结果表明:不同吸声材料的加入对于声屏障降噪的效果均有一定的影响,相互之间的差值约为5~6dB。     

头部控制线形状对高速列车气动噪声的影响

为研究头部控制线形状对高速列车气动噪声的影响,建立3种纵向剖面线和3种水平剖面线组合下的9种高速列车头型。利用大涡模拟技术计算高速列车车头表面的脉动压力,并作为远场气动噪声计算的输入。根据高速列车运行的实际情况,利用半自由空间的Green函数求解FW-H方程,给出考虑地面效应时的远场声学积分公式,并研究高速列车头部纵向剖面线形状和水平剖面线形状对远场气动噪声的影响。研究结果可为高速列车流线型车头的降噪设计提供参考。     

新型地铁车辆降噪阻尼车轮应用方案的探究

文章对地铁车轮降噪措施选择进行了技术分析,综合考虑建议采用阻尼环措施。为了研究阻尼车轮的降噪效果,基于ISO 3095和ISO 3381,在北京某地铁线路对安装了阻尼车轮的新型100km/h地铁车辆进行了车内外噪声线路测试。测试结果表明,阻尼环对车内标准测点降噪效果不显著,对车外标准测点有约1dB的降噪效果,对转向架区域近场轮轨噪声有显著的降噪效果,最大降噪量可达18dB。     

声屏障几何形状对高速列车气动噪声影响的数值模拟及降噪研究

基于Lighthill声类比理论分别求解高速列车气动噪声的产生和传播过程,首先由RNG k-ε湍流模型求得流场的稳态计算结果,之后采用大涡模拟和FW-H方程对比直立与半圆形声屏障降噪性能的差异,通过建立包含3节车编组的CRH380A型高速列车和2种声屏障在内的仿真模型,研究声屏障几何形状的改变对声学性能及降噪能力产生的影响。结果表明:圆心角为180°的半圆形声屏障在测点处的平均插入损失较大,同时对气动噪声的降噪需求有着良好的匹配,综合声学性能较传统的直立声屏障更优;缩小圆心角会导致半圆形声屏障的降噪能力相应降低,其插入损失在圆心角由180°减至120°的过程中呈现明显的下降趋势,之后的降幅相对较小,圆心角为30°的半圆形声屏障降噪效果已与等高的直立声屏障类似。     

关于MC型消声器的研制

为了消除噪声危害,我们对风动工具噪声治理进行了一定的探讨。设计并制造成功MC型消声器。装在06—150型和S150型风砂轮机上可使噪声从100dB(A),降到86.5dB(A),对风砂轮机的原设计性能无明显影响。一、MC型消声器的结构和原理     

苏州轨道交通1号线风亭噪声特性分析

选取苏州轨道交通1号线的东环路站活塞风亭和塔园路站排风亭进行多种工况下的噪声测试和特性分析。结果表明:对于活塞风亭,隧道风机是主要噪声源,噪声在63~6 300 Hz范围能量都很高,风井消声器发挥显著作用,消声量约为25 d B;对于排风亭,排风机变频运行产生的噪声主要集中在315~1 250 Hz的中低频范围,排风机工频运行时噪声在200~4 000 Hz较大,消声器发挥了很好作用,降噪量约为21 d B。两种风亭附近的敏感居民楼均达到环境噪声评价标准。     

钢轨阻尼与声屏障组合降噪效果试验研究

在我国一高速铁路的城市区域低速区段分别选取钢轨阻尼与声屏障组合措施区段、声屏障区段及对照区段3处进行降噪效果对比试验。试验结果表明:在67～146 km/h低速条件下,距离外轨7. 5,25. 0 m处的钢轨阻尼及声屏障组合降噪措施相比单一声屏障措施的附加降噪量分别为1. 6～2. 0,0. 6～0. 8 dB(A);钢轨横向、垂向加速度减振量为2. 1～2. 8 dB;钢轨阻尼对轮轨噪声主要作用频率具备减振降噪效果。     

长沙机务段内燃机车水阻试验噪声治理工程

本文对部环保示范工程－长沙机务段ＤＦ４型及ＮＤ２型机车两台位水阻试验台噪声治理工程所采用的大型敞开式隔声库，大型排涸消声器，大型排风消声器及其综合降噪效果进行了理论分析，并给出了噪声治理工程前后的机车水阻试验的噪声测量值。测量及实际运行结果表明该工程在基本无能耗的条件下，既能解决机车水阻试验通曲莠热问题，又能达到国家环保要求，并顺利通过了铁道部验收。     

铁路全封闭声屏障降噪效果试验研究

直立式声屏障是我国高速铁路噪声控制主要措施,仅在声影区有较好的降噪效果,全封闭声屏障、半封闭声屏障等进一步降低噪声的声屏障类型虽已在城市轨道交通广泛应用,但在铁路应用案例极少,为了保护"小鸟天堂"生态环境,我国深茂铁路于国内首次采用全封闭声屏障,为了分析其降噪效果,采用间接法进行现场测量,结果表明:动车组运行速度不高于132 km/h时,全封闭声屏障可大幅降低列车通过噪声,且不存在声亮区,距线路不同距离、不同高度处,全封闭声屏障降噪效果可达16～18 dB;呈现宽频降噪性能,对于400 Hz以上的噪声,降噪量高达10 dB以上;630 Hz以上降噪效果高达15 dB以上。试验明确了全封闭声屏障降噪特性,为我国高速铁路声屏障选型和优化设计提供参考。     

基于前馈信号参考的可变收敛列车噪声主动控制算法

研究了一种基于前馈信号参考的可变收敛列车噪声主动控制算法,通过构建基于前馈信号参考的可变收敛函数,改善系统非零失调问题,并应用于列车低频噪声降噪中.仿真结果表明,该算法能够提高收敛速度、跟踪速率和稳态误差之间的均衡性.试验结果表明,该算法对于频率低于1 000Hz的列车低频噪声在目标区域内平均降噪量约为12.0 dB,...