运用STAR-CCM+软件对400 km/h速度下高速列车转向架区域流场和气动噪声进行模拟,分析转向架区域流场结构;不同位置转向架气动噪声的差异;转向架组成部件对气动噪声的贡献量及其频谱特性与空间分布。结果表明,头车第一个转向架舱内气流湍化程度最高,是转向架系统中最主要的气动声源。位于转向架舱外直接受到来流冲击的部件辐射的气动噪声是转向架气动噪声的主要来源,而位于转向架舱内或被裙板遮挡的部件对转向架气动噪声贡献量很小。转向架气动噪声属于宽频噪声,但500 Hz以下的低频部分的声压级幅值远高于其他频段。转向架气动噪声具有明显的指向性。横向距离大于5 m时,声压级近似符合单个偶极子声源的远场衰减特性。在距离地面垂向高度1 m^6 m范围内,声压级随高度增加近似成线性关系减小,声压级的衰减主要发生在400 Hz以上频段。

对现有冷却风机噪声进行测试,并利用LES方法和FW-H方程,建立冷却风机的流场和气动噪声预测模型。利用验证后预测模型,参考驼背鲸鳍肢前缘凸起的波浪形结构,设计3款具有正弦曲线波浪形前缘结构的叶片并应用于出风口叶轮。对比分析装配原型叶片的风机模型和装配波浪形前缘结构叶片的风机模型间流场和远场气动噪声的差异。研究结果表明现场测试与预测模型的一致性较好;与原型叶片相比,设计的3种叶片可使距出风口1 m处的噪声测点的A计权总声压级降低量达4.5 dB;使用具有波浪形前缘结构的叶片可以提高冷却风机的流量和效率;波浪形前缘结构通过改变叶片前缘的压力梯度分布、破坏前缘处的涡结构及降低叶顶泄漏流的强度可有效降低冷却风机的气动噪声,其中宽频噪声降噪显著,且波浪形前缘结构的波长越短,降噪性能越好。