一种基于智能射流高速列车受电弓空腔气动噪声降噪系统

1.本发明涉及一种基于智能射流高速列车受电弓空腔气动噪声降噪系统，属于气动噪声技术领域。


背景技术：

2.随着高速铁路的快速发展，列车运行速度逐渐提高，噪声问题日益突出。气动噪声的声压级增长速度是运行速度的六次方，当列车时速超过300km/h时，气动噪声将成为列车的主要噪声源。高速列车受电弓部位是高速列车主要气动噪声源之一，因此对高速列车受电弓部位的气动噪声进行降噪的研究有着重要意义。目前，受电弓部位主要靠被动控制进行降噪，如优化几何结构、材料属性、安装导流罩、仿生改形设计等，对噪声的消除效果极其有限。


技术实现要素：

3.针对现有技术存在的上述问题，本发明的目的是提供一种基于智能射流高速列车受电弓空腔气动噪声降噪系统。
4.为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
5.一种基于智能射流高速列车受电弓空腔气动噪声降噪系统，包括中央控制机构和气体智能射流发生机构，所述气体智能射流发生机构包括通过气体管道依次相连通的高压气源、比例调压阀、压力传感器、比例气体流量阀、流量传感器和喷射器，所述喷射器的喷射口位于列车受电弓空腔的背风面处，所述比例调压阀、压力传感器、比例气体流量阀、流量传感器分别与中央控制机构电连接。
6.一种实施方案，所述中央控制机构包括计算机和中央控制模块，所述计算机和中央控制模块信号连接，所述中央控制模块分别与比例调压阀、压力传感器、比例气体流量阀、流量传感器电连接。
7.一种优选方案，所述中央控制模块为控制器。
8.一种实施方案，所述喷射器的喷射口的形状及尺寸与列车受电弓空腔的背风面的形状及尺寸一致。
9.一种实施方案，所述气体智能射流发生机构的射流方向与来流方向保持一致。
10.相较于现有技术，本发明的有益技术效果在于：
11.本发明提供的基于智能射流高速列车受电弓空腔气动噪声降噪系统，为主动降噪系统，设有高压气源和喷射器，通过将喷射器安装在受电弓空腔的背风面处，在列车受电弓空腔背风面处喷射气体，以气体射流的方式改变受电弓空腔上方的剪切层，减小剪切层与空腔后壁的碰撞，使受电弓空腔部位降低气动噪声，达到降低噪声的目的；并且在高压气源和喷射器之间的气体管道上设有比例调压阀、压力传感器、比例气体流量阀、流量传感器，以确保气体射流的最佳效果；整个降噪系统通过直接作用在局部流场中来改变局部流场，降噪效果显著，在提高旅客乘车舒适性方面具有积极意义，相较于现有技术，取得了显著性
进步和出乎意料的效果。
附图说明
12.图1是本发明实施例中提供的基于智能射流高速列车受电弓空腔气动噪声降噪系统的示意图；
13.图2是本发明实施例中喷射器的安装位置及气体射流方向示意图；
14.图3是本发明实施例中的气流路线图；
15.图中标号示意如下：1、中央控制机构；2、气体管道；3、高压气源；4、比例调压阀；5、压力传感器；6、比例气体流量阀；7、流量传感器；8、喷射器；81、喷射器的喷射口；9、列车受电弓。
具体实施方式
16.以下将结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步清楚、完整地描述。
17.实施例
18.请结合图1至图3所示：本发明提供的一种基于智能射流高速列车受电弓空腔气动噪声降噪系统，包括中央控制机构1和气体智能射流发生机构，所述气体智能射流发生机构包括通过气体管道2依次相连通的高压气源3、比例调压阀4、压力传感器5、比例气体流量阀6、流量传感器7和喷射器8，所述喷射器8的喷射口81位于列车受电弓9空腔的背风面处，所述比例调压阀4、压力传感器5、比例气体流量阀6、流量传感器7分别与中央控制机构1电连接。
19.本实施例中，所述压力传感器5实时监测气体管道2内的压力并把数值传输到中央控制机构1；所述流量传感器7实时监测气体管道2内的流量并把数值传输到中央控制机构1；所述中央控制机构1以列车的运行速度为基础计算出气体射流的最优压力值和流量值，并根据最优压力值和最优速度值来控制气体管道2上的比例调压阀4和比例气体流量阀6。
20.本实施例中，所述中央控制机构1包括计算机和中央控制模块，所述计算机和中央控制模块信号连接，所述中央控制模块分别与比例调压阀4、压力传感器5、比例气体流量阀6、流量传感器7电连接。具体的，所述中央控制模块为控制器。计算机以列车的运行速度为基础计算出气体射流的最优压力值和流量值，并将最优压力值和流量值传输至中央控制模块，中央控制模块根据最优压力值和最优速度值来控制气体管道2上的比例调压阀4和比例气体流量阀6。
21.参见图2所示，本实施例中，所述喷射器8的喷射口81的形状及尺寸与列车受电弓9空腔的背风面的形状及尺寸一致。所述气体智能射流发生机构的射流方向与来流方向保持一致。使得喷射器8的喷射口81处气流以垂直壁面的方向向外射出，且保持速度均匀分布，进而确保气体射流改变列车受电弓8空腔上方的剪切层。
22.本发明所述的基于智能射流高速列车受电弓空腔气动噪声降噪系统的工作方法如下：
23.参见图3所示，中央控制机构1以列车实时速度值为基础，计算得到气体射流的最优压力值和流量值，并根据最优压力值和最优速度值来控制气体管道2上的比例调压阀4和比例气体流量阀6，进而控制气体管道2内的压力和气体流量；压力传感器5和流量传感器7
分别实时监测气体管道2内的压力和流量并把测得的数值传输到中央控制机构1，并检验气体管道2内的压力和气体流量值是否与该列车速度下最优压力值和气体流量值保持一致；最终使得气体以一定的速度到达喷射器8，从喷射器8的喷射口81喷出，喷射口81处气体以垂直壁面的方向向外射出，且保持速度均匀分布，从而通过气体射流改变列车受电弓9空腔上方的剪切层，进而达到降低气动噪声的目的。
24.最后有必要在此指出的是：以上所述仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。


技术特征：
1.一种基于智能射流高速列车受电弓空腔气动噪声降噪系统，其特征在于：包括中央控制机构和气体智能射流发生机构，所述气体智能射流发生机构包括通过气体管道依次相连通的高压气源、比例调压阀、压力传感器、比例气体流量阀、流量传感器和喷射器，所述喷射器的喷射口位于列车受电弓空腔的背风面处，所述比例调压阀、压力传感器、比例气体流量阀、流量传感器分别与中央控制机构电连接。2.根据权利要求1所述的基于智能射流高速列车受电弓空腔气动噪声降噪系统，其特征在于：所述中央控制机构包括计算机和中央控制模块，所述计算机和中央控制模块信号连接，所述中央控制模块分别与比例调压阀、压力传感器、比例气体流量阀、流量传感器电连接。3.根据权利要求1所述的基于智能射流高速列车受电弓空腔气动噪声降噪系统，其特征在于：所述中央控制模块为控制器。4.根据权利要求1所述的基于智能射流高速列车受电弓空腔气动噪声降噪系统，其特征在于：所述喷射器的喷射口的形状及尺寸与列车受电弓空腔的背风面的形状及尺寸一致。5.根据权利要求1所述的基于智能射流高速列车受电弓空腔气动噪声降噪系统，其特征在于：所述气体智能射流发生机构的射流方向与来流方向保持一致。

技术总结
本发明公开了一种基于智能射流高速列车受电弓空腔气动噪声降噪系统，包括中央控制机构和气体智能射流发生机构，气体智能射流发生机构包括通过气体管道依次相连通的高压气源、比例调压阀、压力传感器、比例气体流量阀、流量传感器和喷射器，喷射器的喷射口位于列车受电弓空腔的背风面处，比例调压阀、压力传感器、比例气体流量阀、流量传感器分别与中央控制机构电连接。本发明提供的降噪系统，为主动降噪系统，设有高压气源和喷射器，通过将喷射器安装在受电弓空腔的背风面处，在列车受电弓空腔背风面处喷射气体，以气体射流的方式改变受电弓空腔上方的剪切层，减小剪切层与空腔后壁的碰撞，使受电弓空腔部位降低气动噪声，达到降低噪声的目的。噪声的目的。噪声的目的。


技术研发人员：杨俭 袁天辰 苗晓丹 宋瑞刚
受保护的技术使用者：上海工程技术大学
技术研发日：2021.12.30
技术公布日：2022/9/1