面向高速列車車內(nèi)聲場(chǎng)仿真的光滑有限元方法與應(yīng)用研究.pdf

1、高速列車特殊的結(jié)構(gòu)形式和運(yùn)行工況導(dǎo)致其車內(nèi)空間密閉，這使得車內(nèi)聲壓維持在一個(gè)穩(wěn)定值并直接關(guān)系著乘客的乘坐舒適性。同時(shí)，聲壓過(guò)大也會(huì)對(duì)人體器官造成損傷，甚至?xí)：ι踩?。高速列車聲?chǎng)仿真分析時(shí)，有限元法由于“過(guò)剛”特性導(dǎo)致色散誤差的存在，影響計(jì)算精度。而光滑有限元法可以解決這一問(wèn)題。本文針對(duì)光滑有限元法應(yīng)用在高速列車車內(nèi)聲場(chǎng)仿真上做了以下工作:
　　(1)基于光滑有限元法聲學(xué)理論明確了其聲學(xué)分析流程，并討論了不同光滑域構(gòu)建方式對(duì)于

2、精度的影響。通過(guò)數(shù)值算例研究了光滑有限元法在二維聲學(xué)應(yīng)用的可能性:在保持有限元法“下限解”計(jì)算特性的基礎(chǔ)上，光滑有限元法在畸變網(wǎng)格的條件下依然能保持較高的計(jì)算精度，精度更穩(wěn)定。
　　(2)明確了三維光滑有限元法的仿真分析流程，基于光滑有限元法的理論模型編寫程序并進(jìn)一步研究了光滑有限元法在三維聲學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用:相較傳統(tǒng)有限元法，光滑有限元法在動(dòng)態(tài)計(jì)算中可以取得更高的計(jì)算精度，同時(shí)其計(jì)算精度變化隨著平均網(wǎng)格尺寸的改變波動(dòng)較小。
　

3、　(3)以CRH380B型高速列車中車為原型，建立車內(nèi)聲場(chǎng)的分析模型，并基于光滑有限元法進(jìn)行了車內(nèi)聲場(chǎng)仿真研究，明確了高速列車車內(nèi)聲場(chǎng)的響應(yīng)特性;通過(guò)仿真數(shù)據(jù)與文獻(xiàn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比，驗(yàn)證了光滑有限元法應(yīng)用于高速列車車內(nèi)聲場(chǎng)仿真的有效性。
　　(4)基于光滑有限元法研究了高速列車車內(nèi)聲場(chǎng)仿真的變密度方法，節(jié)約了計(jì)算成本，提高了計(jì)算精度。通過(guò)這一方法研究了三種工況下高速列車車內(nèi)聲場(chǎng)的變化情況，明確了不同車速對(duì)于車內(nèi)空氣密度和聲壓的影響，并