姜世杰， 杨 松， 闻邦椿， 战 明

(1.东北大学 机械工程与自动化学院， 辽宁 沈阳 110819; 2.东北大学 信息科学与工程学院， 辽宁 沈阳 110819)

近年来，我国高速铁路全面发展，对物质资源流动、人民生活便捷以及经济发展起到了极大的促进作用.然而，列车气动噪声随着运行速度的提高会急剧增大，造成车内舒适性和沿线民众身心健康的恶化，甚至导致周围环境(建筑物和设施等)的疲劳破坏，严重阻碍了高铁技术的进一步发展.根据声压级与车速的对应关系[1-2]，在低速时(<250 km/h)，轮轨是最主要的声源；而当高速运行时(≥250 km/h)，气动噪声将最为突出[3-5].因此，研究高速列车气动噪声的精确仿真模拟，从根本上提出切实可行的控制方法，意义重大，影响深远.

当前，针对高速铁路气动噪声的实验测试主要依托于风洞实验，即基于运动相对性和流动相似性原理，通过分析风洞中列车模型与人为控制产生的气流间的相互作用，完成实际列车的空气动力学特性的模拟研究.但风洞实验受到严格的尺度限制，还存在成本高昂、干扰因素多等明显的局限性[6]；在数值研究方面，刘凤华等[7-8]基于Lighthill声类比理论预测了高速列车气动噪声，发现该噪声的能量分布在很宽的频带内，无明显的主频，属于宽频噪声；在低频时能量较大，在高频时能量较小.流体力学数值模拟技术的进步和发展，虽然为相关研究提供了更多的依据，但是普遍缺少可靠的实验结果的验证.本文将Lighthill-Curle理论应用于仿真计算[9-11]，完成了列车远场气动噪声的预测研究；同时，与在线实验(在高速铁路沿线进行列车气动噪声的实地实验)研究相结合，确定了数值分析方法的正确性以及列车表……