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提出了改进的能量有限元法(EFEA)并建立了完整的高速列车“车辆-座椅-人体”耦合动力学模型，分别从轮轨激励源预测、车厢动态特性预测、乘坐动态舒适性预测、气动噪声源预测和车内全频噪声预测等方面开展高速列车乘坐动态特性与车内噪声预测的研究工作：
首先，基于刚柔耦合理论建立了考虑轮轨弹性特征的车辆-轨道动力学模型，探讨了轨道谱和轮轨弹性特征对轮轨作用力的影响。基于时域边界元方法建立了轮轨噪声时域预测模型，分析了柔性特征对轮轨振动及辐射噪声的影响。Sato轨道谱激励轮轨系统产生的中高频段轮轨作用力及振动噪声响应更显著，考虑轮轨弹性特征时轮轨系统的中高频动态响应更突出。研究过程中获取了车厢二系悬挂力和车厢表面轮轨噪声响应，为后续车厢动态特性和车内噪声预测提供了完整的轮轨激励源边界条件。
其次，建立了完整的高速列车“车辆-座椅-人体”耦合动力学模型，在前述轮轨激励作用下预测车厢动态特性及乘坐动态舒适性。靠近车厢边墙和转向区域的座椅其乘坐舒适性较差。乘坐舒适性整体上随座椅刚度增大而变差，阻尼较小时座椅阻尼增大而舒适性变好，阻尼较大时阻尼增大而舒适性变差。随着悬挂刚度增大座椅舒适性先变好后变差，阻尼较小时增大悬挂阻尼能提升车厢乘坐舒适性，阻尼较大时增大悬挂阻尼乘坐舒适性会变差。随列车速度提高，转向架区域乘坐动态舒适性恶化很快。
再次，基于非线性声学理论研究了高速列车风挡区域气动噪声特性和高速列车组整车气动噪声源及其声能贡献量。风挡区域气动噪声在低频段内类似空腔噪声，在中高频段内为宽频噪声，气动噪声能量与速度5次方幂呈正比关系。列车组气动噪声底部纵向分布峰值出现在各转向架区域，顶部峰值出现在受电弓整流罩靠后位置。尾流区域气动噪声源对远场测点的声贡献量占主导地位，车厢表面前转向架区域气动噪声源的声贡献量在绝大多数频段内占主导地位。研究过程中获取了目标车厢表面气动噪声并作为声激励源边界条件应用于后续车内噪声预测。
最后，在现有能量有限元法理论上引入了隔声效应概念，并通过改变车外声激励能量的传递途径实现了应用能量有限元方法预测复杂车体结构的车内全频噪声。建立了高速列车EFEA车内噪声预测模型，通过试验和仿真获取模型各子系统参数并施加前述激励源，预测和验证了车内噪声并获得了噪声分布特性云图，研究了车外激励源的声能贡献量规律以及优化轮轨噪声对车内噪声的影响。车外声激励源在高频段内主导车内噪声能量，中低频段内机械激励和车外声激励对车内噪声的贡献量较为接近。气动噪声的能量贡献主要集中在低频段内，轮轨噪声的声贡献量主要集中在高频段内。轨道噪声在1250Hz以下频段内的贡献量远大于车轮噪声，随着频率升高，车轮和轨道噪声的声贡献量逐渐接近。转向架区域噪声激励影响车厢两端部的高频段噪声。优化轮轨噪声激励对车内高频段噪声的控制效果显著，且车内声学舒适性参数优化效果明显。
首先，基于刚柔耦合理论建立了考虑轮轨弹性特征的车辆-轨道动力学模型，探讨了轨道谱和轮轨弹性特征对轮轨作用力的影响。基于时域边界元方法建立了轮轨噪声时域预测模型，分析了柔性特征对轮轨振动及辐射噪声的影响。Sato轨道谱激励轮轨系统产生的中高频段轮轨作用力及振动噪声响应更显著，考虑轮轨弹性特征时轮轨系统的中高频动态响应更突出。研究过程中获取了车厢二系悬挂力和车厢表面轮轨噪声响应，为后续车厢动态特性和车内噪声预测提供了完整的轮轨激励源边界条件。
其次，建立了完整的高速列车“车辆-座椅-人体”耦合动力学模型，在前述轮轨激励作用下预测车厢动态特性及乘坐动态舒适性。靠近车厢边墙和转向区域的座椅其乘坐舒适性较差。乘坐舒适性整体上随座椅刚度增大而变差，阻尼较小时座椅阻尼增大而舒适性变好，阻尼较大时阻尼增大而舒适性变差。随着悬挂刚度增大座椅舒适性先变好后变差，阻尼较小时增大悬挂阻尼能提升车厢乘坐舒适性，阻尼较大时增大悬挂阻尼乘坐舒适性会变差。随列车速度提高，转向架区域乘坐动态舒适性恶化很快。
再次，基于非线性声学理论研究了高速列车风挡区域气动噪声特性和高速列车组整车气动噪声源及其声能贡献量。风挡区域气动噪声在低频段内类似空腔噪声，在中高频段内为宽频噪声，气动噪声能量与速度5次方幂呈正比关系。列车组气动噪声底部纵向分布峰值出现在各转向架区域，顶部峰值出现在受电弓整流罩靠后位置。尾流区域气动噪声源对远场测点的声贡献量占主导地位，车厢表面前转向架区域气动噪声源的声贡献量在绝大多数频段内占主导地位。研究过程中获取了目标车厢表面气动噪声并作为声激励源边界条件应用于后续车内噪声预测。
最后，在现有能量有限元法理论上引入了隔声效应概念，并通过改变车外声激励能量的传递途径实现了应用能量有限元方法预测复杂车体结构的车内全频噪声。建立了高速列车EFEA车内噪声预测模型，通过试验和仿真获取模型各子系统参数并施加前述激励源，预测和验证了车内噪声并获得了噪声分布特性云图，研究了车外激励源的声能贡献量规律以及优化轮轨噪声对车内噪声的影响。车外声激励源在高频段内主导车内噪声能量，中低频段内机械激励和车外声激励对车内噪声的贡献量较为接近。气动噪声的能量贡献主要集中在低频段内，轮轨噪声的声贡献量主要集中在高频段内。轨道噪声在1250Hz以下频段内的贡献量远大于车轮噪声，随着频率升高，车轮和轨道噪声的声贡献量逐渐接近。转向架区域噪声激励影响车厢两端部的高频段噪声。优化轮轨噪声激励对车内高频段噪声的控制效果显著，且车内声学舒适性参数优化效果明显。