高速列车车内声品质优化仿真研究
2021-02-25潘德阔贾尚帅孙艳红代文强
噪声与振动控制 2021年1期
潘德阔,贾尚帅,孙艳红,代文强,郑 旭
(1.中车唐山机车车辆有限公司 技术研究中心,河北 唐山063035;2.浙江大学 能源工程学院,杭州310027)
随着中国高速列车产业不断发展,列车的噪声、振动及舒适性问题越来越受到人们的关注。西南交通大学等单位学者们先后基于统计能量法开展了一系列高速列车舱内噪声的仿真预测研究,并取得了良好的研究成果[1-4]。在此基础上,浙江大学郑旭等先后提出了统计振声能量流和改进的声学能量有限元等方法,将舱内噪声预测拓展到了全频范围,并有效地提升了预测的效率和精度[5-7]。
而在与乘客主观舒适性感受更为紧密的高速列车车内声品质研究方面,目前国内外的研究主要是基于现有和改进的声品质算法的试验研究[8-12],而针对声品质进行基于仿真的预测及优化研究鲜有报道。因此,本文拟将改进的声学能量有限元方法与声品质算法相结合,开展高速列车舱内声品质的预测及优化研究。
1 车内噪声预测模型
本文基于改进的能量有限元方法进行高速列车舱内的噪声特性的仿真分析,该方法的详细理论可参考文献[13],基本原理介绍如下。
针对高速列车车内声腔,其能量密度控制方程如(1)所示:

式中:Cg表示板结构的群速度和分别为板结构平均能量密度和平均功率流;ηc表示声腔内损耗因子;πin表示单位声腔内外界对声腔内做的平均功率密度。


图1 声腔-板结构-声腔系统能量传递
式中:τ11表示板结构的功率反射系数;……
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