跨座式单轨交通制式具有适应性强、爬坡能力强、运行噪声较低、转弯半径小、建造周期短和造价成本低等特点,越来越受到各中小城市的青睐。研究表明,跨座式单轨交通给环境带来的影响主要有噪声污染和粉尘污染等。本文从气动声学理论出发,结合计算流体力学软件STAR-CCM+与声学仿真软件LMS Virtual.Lab协同仿真的方法对重庆轨道交通三号线跨座式单轨列车的气动噪声特性进行数值模拟分析。主要研究内容及成果如下:1.跨座式单轨列车气动噪声理论研究。基于气动声学理论,分析跨座式单轨列车气动噪声的产生机理,揭示单轨列车气动噪声声源类型为偶极子源,偶极子声源是由列车表面压力的脉动所产生。2.跨座式单轨列车外流场数值仿真分析。建立跨座式单轨列车三维模型,应用k-Epsilon湍流模型进行外流场稳态分析,将稳态分析结果作为瞬态分析的初始条件,采用大涡模拟开展列车瞬态外流场分析。稳态分析结果显示,在顶部空调、贯通道外部、转向架室及电气室附近的区域流场复杂,产生了明显的涡流及回流等现象,流动复杂的空气使得列车表面上的压力随时间而不断变化形成脉动压力。瞬态分析获取了列车表面的时域压力脉动信息。3.跨座式单轨列车气动噪声源分布分析。将瞬态分析获取的表面压力脉动时域数据进行预处理,经傅里叶变换得到频域车体、转向架及列车表面的声源分布。研究结果表明,声源在列车车体顶部空调、贯通道外部、车底转向架及转向架室、电气室和稳定轮轮罩等处的声压强度相对较大。4.跨座式单轨列车气动噪声辐射仿真分析。采用声学间接边界元法,以分布在列车表面的声源为边界条件,分别计算跨座式单轨列车车体、转向架及列车的远场噪声辐射,并进行频谱分析。计算结果表明,A计权声压级下,0~1000Hz内跨座式单轨列车及其车体的气动噪声均是宽频噪声;非动力转向架气动噪声在830Hz和990Hz处产生峰值,而动力转向架在715Hz和760Hz处产生峰值。5.对影响跨座式单轨列车气动噪声若干因素的分析。对国内存在的两种跨座式单轨列车及不同间距转向架的表面噪声源进行研究,对比分析造型特征差异对噪声源的影响及转向架间距对气动噪声源的影响。分析结果表明,头车风窗、车顶空调、贯通道形式及稳定轮轮罩等对流场和气动噪声的分布具有较大的影响,并提出相应降噪措施;非动力转向架及动力转向架的间距对流场具有一定影响,但对表面声源的分布影响较小。