| 发明名称 | 高速列车头部纵向对称面型线的低气动噪声优化方法 | ||
| 摘要 | 本发明涉及一种高速列车头部纵向对称面型线的低气动噪声优化方法，列车的头部纵向对称面型线是决定头车整个外形走势的基本型线，其中型线上包含在鼻锥点A与车头向车身过渡点B之间的部分<img file="200710130752.x_ab_0.GIF" wi="22" he="26" />是型线设计的关键的部分，本发明就是关于这部分的优化设计，它通过运用NURBS曲线对高速列车头部纵向对称面型线进行参数化造型、CFD数值计算，组合优化算法，将型线气动性能参数的变化与几何形状的的调整进行关联，通过流场计算程序与优化程序反复调整型线，从而精确确定纵向对称面型线上型值点的最佳位置，以使列车头部的气动噪声降低最低，同时可以降低高速列车气动噪声控制的设计、制造成本，加快高速列车的生产进程，使铁路客车的噪声控制变得更科学。 | ||
| 申请公布号 | CN101354729A | 申请公布日期 | 2009.01.28 |
| 申请号 | CN200710130752.X | 申请日期 | 2007.07.23 |
| 申请人 | 南车四方机车车辆股份有限公司 | 发明人 | 肖友刚;张洪;陈燕荣;张光伟 |
| 分类号 | G06F17/50(2006.01);G06T17/40(2006.01) | 主分类号 | G06F17/50(2006.01) |
| 代理机构 | 北京元中知识产权代理有限责任公司 | 代理人 | 曲艳 |
| 主权项 | 1、一种高速列车头部纵向对称面型线的低气动噪声优化方法，其特征在于：包括以下步骤，步骤A、运用三次NURBS曲线参数化造型方法得到列车头部纵向对称面型线的参数化造型；根据列车头部的长度、高度，确定纵面对称面型线的首、末端点(A、B)，所述首端点(A)的切失垂直向上，所述末端点(B)的切失水平向右，再确定若干个中间点<img file="A2007101307520002C1.GIF" wi="431" he="54" />给定所述纵向对称面型线上首、末端点(A、B)对应的首、末型值点(r<sub>0</sub>，r<sub>n</sub>)，中间型值点<img file="A2007101307520002C2.GIF" wi="477" he="53" />用三次NURBS曲线参数化造型方法得到纵向对称面型线的参数化造型，其数学表达式为，<img file="A2007101307520002C3.GIF" wi="1120" he="252" />其中，r(u)为纵向对称面型线，u为参数，<img file="A2007101307520002C4.GIF" wi="395" he="51" />为控制节点，<img file="A2007101307520002C5.GIF" wi="41" he="52" />为控制节点V<sub>i</sub>的权因子，N<sub>i，3</sub>(u)是由节点矢量<img file="A2007101307520002C6.GIF" wi="597" he="55" />决定的3次规范B样条基函数；将上述型值点<img file="A2007101307520002C7.GIF" wi="350" he="54" />作为被插值型线的数据点进行反算，得到控制节点<img file="A2007101307520002C8.GIF" wi="454" he="55" />，从而得到列车头部纵向对称面型线的关键部分(<img file="A2007101307520002C9.GIF" wi="40" he="39" />)；步骤B、计算各型值点(r<sub>i</sub>)处的脉动压力级及总脉动压力级(L<sub>i</sub>)，并与几何形状的调整进行关联；取所述纵向对称面型线及周围流场建立二维模型，进行二维大涡模拟计算，并将所述型值点<img file="A2007101307520002C10.GIF" wi="385" he="54" />作为脉动压力的监控点，得出型值点(r<sub>i</sub>)处脉动压力(p<sub>i</sub>(t))的时间历程，通过离散傅立叶变换变换将脉动压力(p<sub>i</sub>(t))由时域转换到频域，得出型值点(r<sub>i</sub>)在频率<img file="A2007101307520002C11.GIF" wi="342" he="58" />处的脉动压力<img file="A2007101307520002C12.GIF" wi="203" he="59" />再将脉动压力<img file="A2007101307520002C13.GIF" wi="190" he="60" />转换成脉动压力级，最后将各个频率的脉动压力级(L<sub>ij</sub>)迭加起来，得到型值点(r<sub>i</sub>)处的总脉动压力级(L<sub>i</sub>)；步骤C、通过流场计算程序与优化程序反复调整纵向对称面型线，从而确定纵向对称面型线上型值点的最佳位置；将各型值点处的总脉动压力级<img file="A2007101307520003C1.GIF" wi="365" he="54" />统一表示成矩阵(L)，<img file="A2007101307520003C2.GIF" wi="409" he="58" />以其最大元素(L<sub>max</sub>)作为目标函数，以中间型值点的坐标(x<sub>i</sub>，y<sub>i</sub>)<img file="A2007101307520003C3.GIF" wi="309" he="49" />为设计变量，则纵向对称型线的优化程序应满足如下数学表达式，<img file="A2007101307520003C4.GIF" wi="836" he="291" /> | ||
| 地址 | 266111山东省青岛市城阳区棘洪滩镇 | ||