面向高速列車車內(nèi)聲場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)聲壓維持在一個穩(wěn)定值并直接關(guān)系著乘客的乘坐舒適性。同時，聲壓過大也會對人體器官造成損傷，甚至?xí)：ι踩?。高速列車聲場仿真分析時，有限元法由于“過剛”特性導(dǎo)致色散誤差的存在，影響計算精度。而光滑有限元法可以解決這一問題。本文針對光滑有限元法應(yīng)用在高速列車車內(nèi)聲場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)建方式對于

2、精度的影響。通過數(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，光滑有限元法在動態(tài)計算中可以取得更高的計算精度，同時其計算精度變化隨著平均網(wǎng)格尺寸的改變波動較小。
　

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