本發(fā)明屬于高速列車頭車排障器，具體涉及一種高速列車頭車排障器的氣動噪聲源的控制結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

1、高速列車高速行駛時與空氣相互作用產(chǎn)生強烈的氣動噪聲，其中頭車排障器與氣流直接撞擊，其前緣位置會產(chǎn)生強烈的氣流分離，在前緣壁面及其附近形成強度較大的偶極子氣動聲源，和排障器后的轉(zhuǎn)向架區(qū)域偶極子噪聲源一起，對車外和車內(nèi)形成強的噪聲干擾，成為高速列車最重要的噪聲源之一，需要進(jìn)行有效控制。

2、目前，對于高速列車排障器的氣動噪聲控制，通常采用外形變化和附加流動控制結(jié)構(gòu)的措施，在一定程度上可以實現(xiàn)對氣動噪聲的控制。但對于像高速列車底部較復(fù)雜的氣體流動結(jié)構(gòu)，氣動噪聲源在識別和機理研究上還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足，致使在形成氣動噪聲控制方法上效果不佳，因而，探索更有效的氣動噪聲控制方法一直都是高速列車噪聲控制重要的研究內(nèi)容。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了形成高速運動物體產(chǎn)生的氣動噪聲的有效控制方法，本發(fā)明形成的排障器氣動噪聲控制結(jié)構(gòu)，利用了一種高速列車偶極子氣動噪聲識別新方法，識別出了排障器主要噪聲源位置，并研究魚鰭結(jié)構(gòu)降低流體噪聲的機制，發(fā)明了基于魚鰭結(jié)構(gòu)組成的片狀陣列結(jié)構(gòu)，布置于排障器噪聲源嚴(yán)重部位，有效實現(xiàn)了對排障器噪聲源的控制。

2、本發(fā)明采取的技術(shù)方案如下：一種高速列車排障器的降噪結(jié)構(gòu)，包括：

3、排障器；

4、陣列結(jié)構(gòu)，由多個魚鰭結(jié)構(gòu)組成，分布于排障器迎風(fēng)前端下緣；

5、魚鰭結(jié)構(gòu)，仿魚鰭的片狀結(jié)構(gòu)，單個魚鰭結(jié)構(gòu)為等厚度片狀結(jié)構(gòu)，有一個平直矩形底面，矩形底面窄的一邊為一圓弧面起始端，圓弧面終止處與矩形底面另一窄端線連接成直平面，該面和圓弧面在圓弧面終止處相切，形成類魚鰭結(jié)構(gòu)。

6、進(jìn)一步地，單個魚鰭結(jié)構(gòu)厚度遠(yuǎn)小于長度，陣列結(jié)構(gòu)中每個魚鰭結(jié)構(gòu)相同，兩魚鰭結(jié)構(gòu)間距遠(yuǎn)小于魚鰭結(jié)構(gòu)長度，每個魚鰭結(jié)構(gòu)間距相等。

7、進(jìn)一步地，魚鰭結(jié)構(gòu)材料和排障器材料相同，可以和排障器一起鑄造成型或粘貼的排障器上。

8、進(jìn)一步地，陣列結(jié)構(gòu)布局在排障器前端下緣，按照排障器下緣形狀一致性排列，魚鰭結(jié)構(gòu)的圓弧端在來流端。

9、采用上述結(jié)構(gòu)本發(fā)明取得的有益效果如下：本方案提出高速列車排障器的降噪結(jié)構(gòu)，陣列結(jié)構(gòu)安裝于排障器前端下緣位置，可以達(dá)到有效降低該位置偶極子氣動噪聲源的效果。一是可以降低該位置的噪聲源強度；二是可以降低整個噪聲源的形成區(qū)域。

10、首先建立了一套高速列車排障器位置主要氣動噪聲源的識別方法，明確了主要噪聲源位置和在該位置形成噪聲的流場結(jié)構(gòu)特征；其次，構(gòu)造了類似的流場結(jié)構(gòu)，將魚鰭結(jié)構(gòu)放置于該流場結(jié)構(gòu)中進(jìn)行數(shù)值模擬，明確了魚鰭結(jié)構(gòu)降低氣動噪聲的機理；最后，根據(jù)排障器主要噪聲源流場結(jié)構(gòu)特征，變換魚鰭結(jié)構(gòu)的不同布置方式，形成有效控制排障器下緣位置氣動噪聲源的結(jié)構(gòu)。排障器的主要噪聲源產(chǎn)生的根源是來流在與排障器前緣相遇后產(chǎn)生流體分離，分離過程和分離后的流場在排障器前緣下方出現(xiàn)了嚴(yán)重的渦流和側(cè)向流動，與排障器壁面產(chǎn)生較強的相互作用，流體脈動加劇，產(chǎn)生偶極子氣動噪聲源。本發(fā)明的魚鰭片陣列結(jié)構(gòu)安裝后，有效地梳理了這些不規(guī)則流動，限制了側(cè)向流動和渦流的產(chǎn)生，降低了流體和壁面的脈動作用，偶極子氣動聲源得到了有效控制。

技術(shù)特征：

1.一種高速列車排障器的降噪結(jié)構(gòu)，其特征在于：包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高速列車排障器的降噪結(jié)構(gòu)，其特征在于：單個魚鰭結(jié)構(gòu)為等厚度片狀結(jié)構(gòu)，所述魚鰭結(jié)構(gòu)有一個平直矩形底面，矩形底面窄的一邊為一圓弧面起始端，圓弧面終止處與矩形底面另一窄端線連接成直平面，該面和圓弧面在圓弧面終止處相切，形成類魚鰭結(jié)構(gòu)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高速列車排障器的降噪結(jié)構(gòu)，其特征在于：單個魚鰭結(jié)構(gòu)厚度小于長度。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高速列車排障器的降噪結(jié)構(gòu)，其特征在于：陣列結(jié)構(gòu)中每個魚鰭結(jié)構(gòu)相同，兩魚鰭結(jié)構(gòu)間距遠(yuǎn)小于魚鰭結(jié)構(gòu)長度，每個魚鰭結(jié)構(gòu)間距相等。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種高速列車排障器的降噪結(jié)構(gòu)，其特征在于：魚鰭結(jié)構(gòu)材料和排障器材料相同。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種高速列車排障器的降噪結(jié)構(gòu)，其特征在于：陣列結(jié)構(gòu)布局在排障器前端下緣，按照排障器下緣形狀一致性排列，魚鰭結(jié)構(gòu)的圓弧端在來流端。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種高速列車排障器的降噪結(jié)構(gòu)，包括排障器；陣列結(jié)構(gòu)，由多個魚鰭結(jié)構(gòu)組成，分布于排障器迎風(fēng)前端下緣；魚鰭結(jié)構(gòu)，仿魚鰭的片狀結(jié)構(gòu)，單個魚鰭結(jié)構(gòu)為等厚度片狀結(jié)構(gòu)，有一個平直矩形底面，矩形底面窄的一邊為一圓弧面起始端，圓弧面終止處與矩形底面另一窄端線連接成直平面，該面和圓弧面在圓弧面終止處向切，形成類魚鰭結(jié)構(gòu)。本發(fā)明屬于高速列車排障器技術(shù)領(lǐng)域，具體是利用了一種高速列車偶極子氣動噪聲識別新方法，識別出了排障器主要噪聲源位置，并研究魚鰭結(jié)構(gòu)降低流體噪聲的機制，發(fā)明了基于魚鰭結(jié)構(gòu)組成的片狀陣列結(jié)構(gòu)，布置于排障器噪聲源嚴(yán)重部位，有效實現(xiàn)了對排障器噪聲源的控制。

技術(shù)研發(fā)人員：王毅剛,王玉鵬,王嘉博,王曉剛
受保護(hù)的技術(shù)使用者：無錫晶力新材料有限責(zé)任公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6