高速车辆外部气动噪声场数值模拟研究的开题报告.docx

高速车辆外部气动噪声场数值模拟研究的开题报告
一、研究背景
随着城市化进程的加快以及人们生活水平的提高，高速公路和铁路的建设愈加频繁和密集。车辆作为交通运输的一种主要形式，其发展和普及对于人们的出行和生活产生了深刻的影响。然而，随着车辆数量的增加和车速的提高，车辆外部气动噪声问题也日益凸显。气动噪声对于人类的健康和环境的影响越来越被人们所重视，因此，加强对高速车辆外部气动噪声场的研究，寻找其产生机理及控制方法，已经成为了一个紧迫和必要的任务。
二、研究目的和意义
本研究旨在通过数值模拟的方法，探究高速车辆运行时产生的外部气动噪声场的形成机理和规律，从而找到降低车辆外部气动噪声的有效方法。同时，本研究对于改善城市环境及加强交通运输对人们的健康和社会发展的长期性能具有积极的推动作用。
三、研究内容和方法
（1）研究内容
本研究主要围绕高速车辆在运行中所产生的气动噪声场，重点研究以下几个方面：
1、高速车辆外部气动噪声的形成机理及特点研究；
2、高速车辆气动噪声场数值模拟方法及参数分析；
3、高速车辆外部气动噪声场数值模拟；
4、高速车辆外部气动噪声场数值模拟结果的验证及分析。
（2）研究方法
本研究主要采用数值模拟的方法，利用计算流体力学（CFD）软件对高速车辆运行时产生的气动噪声场进行模拟。具体实施步骤如下：
1、建立高速车辆运行时的数值模型（包括车辆、道路和潜在的障碍物等因素）；
2、确定模拟范围和模拟条件，计算边界条件及气体物理性质；
3、利用CFD软件进行气动场模拟，并利用声学方程计算气动噪声；
4、分析模拟结果，验证模型准确性及效果。
四、预期结果和意义
预计本研究可以得到以下若干结果：
1、揭示高速车辆外部气动噪声的形成机理及其参数特点；
2、提供高速车辆外部气动噪声场的数值模拟方法和模拟参数，为后续研究及优化提供基础数据；
3、探究高速车辆外部气动噪声场的规律和影响因素，为噪声污染控制和环境改善提供思路和方法。
五、研究进度安排
本研究总共预计耗时12个月，工作安排如下：
1、第1-2个月：文献研究与资料收集；
2、第3-4个月：建立数值模拟模型及确定模拟参数；
3、第5-8个月：使用CFD软件进行气动场和气动噪声场数值模拟；
4、第9-10个月：分析模拟结果及对模型进行验证；
5、第11-12个月：撰写论文并进行修改和完善，最终完成毕业论文。
六、参考文献
1.Ball,G.J.,2003.Experimentalandnumericalmodellingofair-noisesources.
2.Liu,Y.,Qiu,X.&Zhang,J.,2011.Researchonthepredictionofhigh-speedtrainexteriornoiselevelbasedonnumericalsimulations.
3.Zhu,C.Z.,Gao,D.F.&Zhang,X.W.,2017.Researchprogressontrafficnoiseinurbanareas.JournalofTransportationSystemsEngineeringandInformationTechnology.
4.赵玉祥,潘小保,姚华敏,2009.工程气动噪声数值模拟方法研究.中国科技论文.