高速机车运动流场仿真分析及噪声研究.pdf

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1、·机械研究与应用·2012年第4期(总第120期)研究与分析高速机车运动流场仿真分析及噪声研究彭佳艳，贾洪仁。，赵玉军(1．甘肃省机械科学研究院，甘肃兰州730030；2．甘肃省数字化设计公共服务平台．甘肃兰州730030)摘要：通过对高速机车车头运动过程进行流程分析，研究分析了高速机车车头压力随速度的变化情况，通过仿真得出高速机车车尾流线和湍流变化。由进一步仿真分析得出机车在高速运动中产生的噪声，以及在不同位置机车噪声的变化及噪声随机车速度的变化情况。此研究可对机车的设计及减小噪声等方面给予一定的指导。关键词：布料器；细颗粒；仿真中图分类号

2、：TH123文献标识码：A文章编号：1007—4414(2012)04-0025-02Thesimulationanalysisandnoiseresearchontheflowfieldsofhigh-speedlocomotivePengJia—yan，JiaHong-ren，ZhaoYu-jun。(1．Gansuacademyofmechnicalsciences，LanzhouC,ansu730030，Chian；2．Gansudigitaldesignpublicserviceplatfoofequipmentmanufacturi

3、ng，LanzhouGansu730030，Chian)Abstract：Theproblemthatcampaignprocessoffrontpartforlocomotiveonhish-speedisanalyzed．Throughtheresearchersfordividingthepressureofhigh-speedlocomotivefrontwithspeedchanges，thehish—speedmotorcyclereal"streamlineandturbulentchangeareobtained．Byfurt

4、hersimulationanalysisofthenoisegeneratedbythelocomotiveinthehigh—speedmo-tion，thechangesofthelocomotivenoiseandrandomnoisebyvehiclespeedchangesareobtainedindiferentlocations．TheresultsCanprovidecertaii~theoreticalsignificanceforimprovingthedesignandfurtherreducingthenoiseof

5、thefrontpartforlocomotive．Keywords：distributor；fineparticle；flowfieldsimulation1引言随着现代化进程的加快，近年来陆路交通发展迅速，特别是铁路和有轨交通的发展日新月异。随着列车速度的提高，各种因高速运动而产生的问题随之而来，如：机车高速运动中车头的压力、机车尾部湍流情图l机车车头及区域模型图况及机车运动过程中产生的噪音等问题，这些问题都是影响机车速度及车辆安全的重要因素⋯。以表达成如下形式：为了解我国常用动车车头在高速行进过程中物+=理参数变化，明确动车车头在高速运

6、动中产生的噪声OtOx毒批L、。丝O'1t差缸】J+范围。笔者通过应用Fluent软件对机车在不同速度Gk+Gb—p8一ylM+Sk(1)情况的流场、压力场、噪声等进行仿真分析。通过分Ot+O=析得出车头最大压力值，找到车尾部湍流所影响的区X毒OX【L(＼+’)，OXJ+域及湍流对车速的影响情况，计算出车头产生噪声的影响范围，为动车等高速机车的设计和研究提供一定C詈(Gk+Ca．Gb)一c2￡p+S。(2)的理论指导和实验依据-2】。式中：=丝f1f12计算模型P、O3xk／Oxk／雁’其f也参看文献选取机车模型：长20．8m；高3．5m；宽

7、3．3m，车[5]。头倾角为29．3。。为准确研究机车在整个运动过程气动声学方程：中的情况，选取400km／h进行计算]。机车车头及盟(3)D一：区域模型图，如图1所示。rOy~OyjOy~Oyj3数学方法p=专32G,州丁+×本文采用标准k-e两方程湍流模型，控制方程可收稿日期：2012—07—2t作者简介：彭佳艳(1982-)，女，湖南长沙人，助理工程师，主要从事机械设计与仿真方面的工作。·25·研究与分析2012年第4期(总第120期)·枕械研究与应用·4．2机车振动及噪音分析fidS(r+专CnJ一TfJsSc(,~PV'．1．1dS

8、Yr(4)从图4可以看出声压随着距离车尾距离的增大共划分20万个计算网格，采用LES(大涡模拟)计逐渐减小，声压最大处距离车尾为30m最大声压为算模型[6】，近壁面