高速鐵路輪軌噪聲預測方法、特性規律及控制措施

圣小珍, 葛帥, 成功, 鐘碩喬

（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 上海市軌道交通振動與噪聲控制技術工程研究中心, 上海 201620；3.華東交通大學 交通運輸工程學院, 江西 南昌 330013）

0 引言

高速列車在運行過程中, 所有車體與車外空氣接觸的部分都與空氣發生強度不同的相互作用, 同時, 列車還通過受電弓與弓網相互作用、通過輪對與軌道結構和下面的橋梁或路堤相互作用。這些相互作用, 導致氣流狀態變化以及車體與軌道等結構振動, 從而產生噪聲。可以說, 高速列車車體表面的任何地方都是噪聲源。除此以外, 列車本身裝配的一些設備, 如空調系統、冷卻風機、驅動電機和齒輪等, 也會產生噪聲。在高速條件下, 這些設備噪聲遠低于上述相互作用產生的噪聲。

因此, 高速列車的主要噪聲源在車外, 噪聲通過復雜路徑和機理分別傳入車內和傳向車外。傳入車內時, 乘客聽到的噪聲稱為車內噪聲。對于車內噪聲, 噪聲源是固定聲源。傳向車外時, 線路周圍居民聽到的噪聲稱為列車引起的環境噪聲或列車通過噪聲。對于列車通過噪聲, 上述噪聲源是高速移動的聲源, 聲源的馬赫數較高（當列車速度為400 km/h即111 m/s時, 移動聲源的馬赫數是111/343=0.32）, 會產生顯著的多普勒效應。

根據聲源的發聲機制, 噪聲被區分為輪軌噪聲、氣動噪聲和橋梁噪聲。整個車體外表面都是氣動噪聲源, 但對列車通過噪聲來說, 分布在轉向架區域和車頭區域的氣動噪聲源最重要, 因為這些部位的許多部件頂風橫行, 其迎風面和兩側會產生強烈的壓力脈動, 其尾部則產生各種尺度的漩渦脫落, 這些都是氣動噪聲產生的根本原因。……