高速列车低噪声头型设计是高速列车头型研发的一个关键问题，也是限制高速列车运行速度的一个关键因素。本项目研究主要关注流线头型设计参数对气动噪声的影响机理，以CAA分析和优化分析作为基本研究手段，重点关注了流线头型的参数化问题、面向气动噪声的高效优化策略问题等，探索建立相应的物理模型和分析手段，获得了流线型关键参数对气动噪声的影响规律。 项目执行过程中，主要在以下三个方面取得了重要进展： （1）流线型的高效精准参数化。系统发展了四类参数化方法，包括局部型函数参数化和自由变形参数化等两类扰动类参数化方法，以及VMF参数化和CST参数化等两类描型类参数化方法。其中前两种方法直接基于现有车辆外型，可以直接在感兴趣部位实现快速变形，正好适用于工程化的复杂外形优化问题；后两种方法可以直接以较少的设计参数构建复杂外形，实现从无到有。这是整个项目研究的基础，直接服务于后续优化分析、规律总结等。 （2）高效精准的气动优化策略。改进了启发式优化算法中的遗传算法和粒子群算法，两种改进的优化算法均可以用于后续高速列车气动噪声优化分析，大大提升优化分析的效率；发展了基于交叉验证的Kriging替代模型，相对于原始Kriging模型无论在精度还是效率上均有大幅提升,由此建立了基于替代模型的快速优化策略。此外，将等效连续A计权声压级引入到气动噪声优化问题中，由此可以综合考虑所有远场测点的影响，使得气动噪声优化成为可能。 （3）关键设计参数对气动噪声的影响规律分析。确立了远离地面的设计变量（司机室车窗、鼻锥引流等）是影响远场噪声的关键设计参数，设计变量与远场噪声间具有非常强的非线性关系，获得了基于关键设计变量和远场噪声的响应面关系。 项目执行过程中在国内外重要期刊中发表了多篇学术论文，并参加了多次学术会议促进了合作与交流工作。研究成果深化研究了基础问题中的机理和规律，也促进了与工程应用的衔接，并有助于提升高速列车流线型的低噪声设计能力。 2100433B