高速列車受電弓空腔射流降噪方法研究

袁 丁，苗曉丹，袁天辰，楊 儉，袁賢浦

(1上海工程技術大學 城市軌道交通學院，上海201620；2上海工程技術大學 機械與汽車工程學院，上海201620)

0 引 言

隨著人們生活水平的提高，人們對高速列車行車速度及乘車舒適度的要求也在不斷上升。高速列車的迅猛發展給人們出行帶來了很大便利，節約了旅途時間，但是產生的噪聲卻也給鐵路沿線居民及乘客造成了一定困擾。目前，分析得出高速鐵路的主要噪聲包括氣動噪聲、電氣噪聲和輪軌噪聲［1］。列車行車速度大于300 km／h時，氣動噪聲將超過其它2類噪聲，成為高速列車擾民的主要噪聲源［2］。1990年，國家環境保護局頒布的《鐵路邊界噪聲限值及其測量方法》中已明確規定，鐵路外側距軌道中心線30 m處等效聲級不得高于70 dB［3］。根據數值模擬得出:作為高速列車氣動噪聲的主要組成部分，如何降低高速列車受電弓空腔氣動噪聲即已成為迫切需要解決的重要熱點問題。

列車行駛過程中，由于外界氣流的涌入導致受電弓空腔內部流場劇烈波動，為研究受電弓空腔氣動噪聲機理，目前主要是通過風洞試驗和數值模擬計算［4］。高陽等人［5］通過風洞試驗對1∶8縮比尺寸高鐵模型進行研究發現:轉向架與受電弓表面是列車主要噪聲源，且產生的噪聲水平明顯高于列車其它區域噪聲源；余培汛等人［6］對開式空腔進行數值模擬研究，并提出開式空腔降噪方法，得出剪切層方向和強度不是決定空腔聲源強度的主要因素；Zhang等人［7］指出空腔上游方向剪切層涌入是造成空腔自激震蕩的主要原因，腔內產生的氣動噪聲是剪切氣流與腔內流場相互作用結果；……