基于有限元-无限元法的列车声辐射

基于有限元-无限元理论,建立某型车的有限元模型,设置车辆近场监测点、远场监测面及无限元边界面,利用直接频响方法对头车、中间车及尾车的关键区域在不同频率下的声场特性进行分析。计算结果表明:头车和尾车区域在低频区段(100 Hz以内)时车体顶部平滑区域的声辐射较小,在鼻尖及其下方的转向架区域的最大声压级为153 dB,其中尾车后方区域相比头车区域的声压级水平和声辐射范围偏大,存在明显的流场影响,但在高频区段时其整体声压级均匀且水平较低。中间车在低频区段时受电弓区域的最大声压级为158 dB,在碳滑板和底架处尤为明显,其次在转向架区域的声辐射能力较大,随着频率的提升,其能量有显著的衰减。研究结果对高速列车的气动声学设计具有一定的参考价值。

基于有限元-无限元法的高速铁路全封闭式声屏障降噪效果研究

由于高速铁路列车运行速度快、车流密度大,沿线高层建筑越来越多地采取封闭式声屏障措施降噪。因此,开展高速铁路框架结构封闭式声屏障降噪效果及声屏障结构插入损失等方面的研究十分必要。采用基于有限元-无限元法的数值计算方法,并基于高速铁路列车声源识别结果,仿真计算高速铁路全封闭式声屏障插入损失,并与实测结果进行对比,对比结果表明:全封闭声屏障插入损失实测结果与预测结果相近,采用有限元-无限元法对全封闭式声屏障降噪效果评估的数值计算方法具有可靠性。

基于BIM技术的浅埋双孔隧道地震响应规律研究

通过BIM软件Revit建立浅埋双孔隧道的信息模型,基于BIM信息模型,导入ABAQUS结构分析软件,基于无限元-有限元方法应用于浅埋双孔隧道进行力学行为分析的可行性和准确性,分析隧道衬砌的刚度和设置减震层对浅埋双孔隧道在典型地震波作用下的响应规律,找到适合该浅埋双孔隧道的减震层材料和厚度,为后续浅埋隧道地震响应规律的研究提供借鉴。

高速列车气动噪声源特性研究

本文建立包括头车、尾车、中间车、受电弓、6个转向架在内的CRH3高速列车整车三维绕流流动的物理数学模型,用Fluent软件内大涡模型数值计算外部瞬态流场,得到时域Lighthill声源项,对时域声源项进行傅利叶变换得到频域声源项,用有限元-无限元法计算高速列车车头及转向架、受电弓、车尾及转向架附近的气动噪声,得到高速列车主要气动噪声源的声压分布及特点。计算结果表明:受电弓弓头部附近气动噪声最大,而且具有更多高频噪声,300km/h速度运行时其总声压级为156.3dB,受电弓底座也具有很高的声压级,并且具有较多的低频噪声;在车头及第一个转向架附近,转向架区域噪声明显高于车头鼻尖处,其总声压级分别为135.3dB和129.7dB;在车尾及最后一个转向架附近,车尾部噪声大于转向架区域噪声;总气动噪声声压级按受电弓滑板、受电弓底座、车尾部、第一个转向架、车头部逐次降低。通过与现有文献的对比分析,证明了本文计算结果的正确性。

船用柴油机油底壳声辐射计算及结构优化设计

以某船用高速柴油机油底壳为研究对象,通过测试获得油底壳激励载荷,分别利用声振耦合模式下有限元-边界元法及非耦合模式下有限元-边界元法计算油底壳辐射噪声。结果表明,不同模式下油底壳辐射声功率曲线基本吻合,油底壳与辐射介质间耦合作用可以忽略。分别利用非耦合模式下有限元-边界元法(FE-BEM)、有限元-匹配层技术(FE-AML)及有限元-无限元法(FE-IFEM)计算油底壳辐射噪声,探索了3种方法在建模规模、计算精度及计算耗时方面的差异性。研究发现,宜首选有限元-边界元法计算船用柴油机油底壳辐射噪声。为减小油底壳辐射噪声,对油底壳结构进行多目标形貌优化设计,结果表明,形貌优化可有效降低油底壳振动及辐射噪声,减少设计重复性并缩短设计周期。