[发明专利]一种城市轨道交通高架车的外噪声预测方法和降噪方法

说明书

本发明的目的在于提供一种城市轨道交通高架车模型形成方法、噪声预测方法和降噪方法，其中，所述形成方法包括如下步骤：对整编组多个车体进行建模形成列车模型，其中，每个车体包括底板、侧墙板、顶板、车门、车窗、端墙以及风挡多个车体子系统；对桥面板及护栏进行建模形成桥面板及护栏模型；对车内外声腔建模形成车内外声腔模型；将整编组多个车体的各个子系统相互连接；将车体子系统和车内外声腔模型耦合连接，形成整体的轨道交通高架车模型。可以对城市高架车外噪声进行更加精确的评估和分析，并提出有针对性的减振降噪方案，可以在车体设计初级阶段进行仿真分析，提高分析精度的同时节约了测试成本。

技术领域

本发明涉及一种地铁列车车外噪声预测方法，属于减振降噪技术领域，具体涉及一种城市轨道交通高架车模型的形成方法、外噪声预测方法和降噪方法。

背景技术

随着我国科学技术和生产力不断发展，人口迅速向城市集中，导致超大规模的城市不断地涌现。而原有的基础设施已远不能满足人们的需求，其中交通问题尤为突出。随着城市建设的快速发展，人们开始把目光投向空间，修建高架桥、地铁。城市高架轨道交通作为一种安全、节能、省地、运量大、全天候的快速轨道交通模式，为缓解城市交通拥挤、方便居民出行发挥着重要作用。伴随着轨道交通的快速发展，列车运行给沿线居民带来的噪声污染问题也日趋显著。列车运行引起的车外噪声问题成为了亟待解决的问题之一，高架地铁线多穿过城市居民区，车外噪声直接影响沿线居民的身心健康以及生产生活，并成为衡量地铁质量的一个重要指标。因此，预测分析地铁列车车外噪声对发现异常噪声源、进行评估控制、提出经济高效的控制方案，构建绿色、安全、智能的现代化城市交通系统具有重要意义。

目前，国内外学者的研究为车外噪声的预测分析提供了大量的理论依据，采用现场试验和数值方法来预测和分析车内噪声是一种重要手段。但当前的分析方法多为依据相关规范对地铁车外噪声进行测试，耗费巨大的人力物力，同时增长了分析周期，难以满足在列车设计制造阶段期对车外噪声进行预测的要求，且目前的数值分析是从单节车厢来进行预测，忽略了下部桥梁结构的作用，难以实现较高的预测精度。因此，亟需提出一种高效、准确的城市轨道交通高架车外噪声预测方法。

发明内容

本发明的目的在于解决现有方法对高架列车运行引起车外噪声预测分析不佳的现状，为了降低城市轨道交通高架车外噪声测试成本，同时提高车外噪声预测的精度，提供一种城市轨道交通高架车外噪声预测方法。本方法结合实际，考虑了整编组6节车辆、桥面板以及混凝土护栏，对20～5000Hz频率范围内车外噪声特性进行了分析，并与试验结果进行对比，最后研究了列车各板块单元和轮轨噪声声源对车外场点声压的贡献量，为针对性的车外降噪提供技术参考，具有较强的实用性和广泛的工程应用前景

具体而言，本发明的目的在于提供一种城市轨道交通高架车模型的形成方法，其特征在于：包括如下步骤：

对整编组多个车体进行建模形成列车模型，其中，每个车体包括底板、侧墙板、顶板、车门、车窗、端墙以及风挡多个车体子系统；

对桥面板及护栏进行建模形成桥面板及护栏模型；

对车内外声腔建模形成车内外声腔模型；

将整编组多个车体的各个子系统相互连接；

将车体子系统和车内外声腔模型耦合连接，形成整体的轨道交通高架车模型。

在一个方案中，所述整编组多个车体中包含6节编组的车辆。

在一个方案中，采用统计能量法SEA建立上述各个模型。

在一个方案中，在车外建立两个半无限流体，将车体各个子系统及车内外声腔子系统与半无限流体进行连接。

在一个方案中，模型子系统的主要参数包括耦合损耗因子和内损耗因子，通过这两种参数来度量系统自身的能量损耗以及各个子系统之间能量传递的损失。