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高速列车纵向对称面气动噪声计算及外形优化
引言
随着高速列车的发展，其速度和运行时间得到了显著的提高。但是，随之而来的问题是列车噪声对人类健康和环境的影响日益严重。纵向对称面气动噪声是高速列车噪声的主要来源之一，因此对该问题进行研究和优化具有重要意义。本文从高速列车纵向对称面气动噪声的计算和外形优化两个方面展开讨论。
高速列车纵向对称面气动噪声计算
高速列车在行驶时会产生大量的气动噪声，其中纵向对称面气动噪声是指由于车厢通过空气产生的振动和涡流而引起的噪声。计算纵向对称面气动噪声的方法有两种：CFD计算和表观单位声功率级（A-weightedsoundpowerlevel，LwA）计算。
CFD计算是一种基于计算流体力学原理的计算方法，可以模拟车厢通过空气时的流动和振动情况，从而计算出噪声。CFD计算需要进行复杂的模型和参数设置，并需要大量的计算资源和时间。但是，CFD计算能够提供非常详细和准确的噪声数据，可以为高速列车的噪声控制和优化提供更为科学和实际的依据。
另一种计算纵向对称面气动噪声的方法是表观单位声功率级计算。表观单位声功率级是指在特定距离和特定接收点处的噪声级别。该方法主要基于经验公式进行计算，可以在不进行复杂模型和参数设置的情况下快速计算噪声。但是，由于该方法基于经验公式，因此结果的准确性可能会受到影响。同时，表观单位声功率级计算方法只能提供总噪声级别，无法提供具体的噪声频谱和源分析。
高速列车外形优化
高速列车的外形在很大程度上影响了车辆在空气中的流动和振动情况，从而对纵向对称面气动噪声产生影响。因此，对高速列车的外形进行优化可以减少气动噪声的产生和传播。
外形优化的主要方法包括：车身减重、减少截面积、减小车体前缘面积、优化车辆几何形状和减少车体表面粗糙度。其中，优化车辆几何形状是最为重要的一项。通过优化车辆的几何形状，可以减少车体前缘的阻力和冲击波，从而降低气动噪声的产生。同时，减少车体表面的粗糙度可以减少空气阻力，进一步降低气动噪声。
结论
纵向对称面气动噪声是高速列车噪声的主要来源之一，研究和优化该问题可以助于改善列车噪声对人类健康和环境的影响。计算纵向对称面气动噪声的方法包括CFD计算和表观单位声功率级计算。车身减重、减少截面积、减小车体前缘面积、优化车辆几何形状和减少车体表面粗糙度是高速列车外形优化的主要方法。为了实现可持续发展，高速列车的噪声控制和优化具有重要意义，将有助于推动高速列车的健康和环保发展。