汽车天窗风振噪声数值模拟与控制

在利用大涡模拟对汽车外部瞬态流场进行数值模拟的基础上,对天窗风振噪声进行了研究,获得了风振频率以及驾驶员耳旁的风振声压。通过分析一个周期内纵对称面上的流场变化,揭示了风振噪声的主要来源——天窗开口处涡的周期性脱落。提出了抑制风振噪声的措施,即安装导流板以及合理开启天窗,并重点对导流板的安装角度及外形、天窗不同开启程度进行了分析,给出了预测风振频率的经验公式,并对参考车型进行了实车道路试验。结果表明:2种措施都能有效控制风振噪声,而且当2种措施结合起来使用时,能完全消除风振;测试获得的风振频率与风振声压与计算仿真结果吻合较好。     

汽车小天窗风振研究及优化

为了得到满足用户感知要求的汽车小天窗风振效果，针对当前SUV现有小天窗挡风条结构，开展基于PowerFLOW的汽车天窗风振噪声仿真分析，得到特定车速下的流场数据和驾驶员耳旁声压数据。在原车型仿真结果基础上对挡风条结构优化设计，按影响参数采用正交实验分析，进行各设计方案的仿真、实车对比研究。数值仿真、实车测试、主观感知得到的结果在整体趋势上一致，数值仿真结果显示最佳优化方案声压级在峰值频率点下降17.8dB(A)；路试结果显示，该方案声压级最大降低21.9dB(A)，主观感知不到风振，表明了优化方案的有效性。     

汽车天窗风振噪声的数值仿真研究

针对汽车普遍存在的天窗风振噪声问题,借助现有的汽车三维模型对天窗风振噪声进行了数值仿真,并与实验结果进行对比,验证了数值仿真的有效性。对未添加导流板和添加导流板两种情况进行了对比研究,结果表明:添加导流板后,汽车天窗风振噪声相比于未添加导流板下降了8dB,导流板对天窗风振噪声有一定的控制效果。同时,对比未添加导流板和添加导流板两种情况的速度和涡量云图,发现添加导流板后,来自天窗前缘的气流通过导流板时发生上扬,使得通过天窗进入车内的涡旋强度降低,进而导致天窗风振噪声有所削弱。     

B柱扰流器对风振噪声的影响及其机理

汽车风振噪声是衡量其舒适性的重要指标之一。本文首先用道路试验验证了风振流场仿真方法的有效性。接着解释了风振噪声是由周期性脱落的湍流涡与车内空腔共振导致的，并提出了风振噪声的降噪策略。随后探究B柱扰流器对风振噪声的影响及其机理，发现减小自由剪切层偏离B柱外表面的最大距离可以减小湍流涡的强度，进而减小风振噪声。所设计的扰流器最大降噪效果可达12.8 dB。最后用试验验证了B柱扰流器方案的有效性。该研究结论对于进一步理解和控制风振噪声具有一定理论意义和工程应用价值。     

汽车侧窗风振噪声特性差异研究

针对日益凸显的汽车侧窗风振噪声问题,进行了汽车侧窗风振噪声特性研究。首先分析汽车风振噪声产生机理,然后对某款轿车不同侧窗完全开启时引起的风振噪声进行了实车道路试验。通过分析监测点的声压和声压级频谱特征,发现不同侧窗开启模式下汽车侧窗风振噪声特性存在差异:单一后窗开启或者两后窗同时开启情况下风振噪声具有多谐振荡的特性;其它情况下风振噪声仅有单一的风振峰值;在发生共振时,两后窗同时开启引起的风振噪声最强。本研究从CFD数值模拟流场和前后窗造型等角度揭示了不同侧窗开启风振噪声特性存在差异的原因,为侧窗风振噪声的控制奠定了基础。     

来流速度对汽车天窗风振特性的影响

针对汽车天窗风振问题,通过理论计算求得某款轿车室内空气共振频率和发生共振的来流速度范围,然后采用大涡模拟方法对其天窗风振特性进行数值仿真,结果表明:当来流速度为15m/s时,该车产生赫姆霍兹共振,共振频率为23.4Hz,最大声压级为131dB,而来流速度对第1、第2阶模态影响较大;采用最小二乘方法拟合开口处剪切层内流向速度分布,服从双曲正切分布规律;根据Rayleigh拐点定理发现天窗开口处存在不稳定模态;速度相关分析的结果表明,靠近开口前缘的两点之间的速度互相关系数小于靠近后缘的两点之间的速度互相关系数;且来流速度越大,两点间的速度互相关系数越大;而汽车天窗后缘和底板附近等部位的风振噪声最大.     

白噪声路面不平度时域模型的建立与仿真

为合理模拟路面时域模型,通过路面不平度空间功率谱密度分析路面频域模型,并由路面频域模型推导路面时域模型的滤波白噪声数值模拟方法。提出了采用滤波白噪声方法模拟路面时域模型时,改变仿真车速的同时调整不同的路面不平度系数,对30km/h、60km/h车速下B、C级路面的时域模型进行了仿真,仿真结果准确,可作为进一步的汽车动力学分析的路面输入,具有研究价值。     

基于实际工程的改性沥青路面降噪特性研究

为研究胶粉改性沥青混合料与SBS改性沥青混合料路面的降噪效果,利用AWA6270型声级仪进行噪声检测,通过对轻重两种车型在不同车速下的整车噪声检测、车室内噪声检测、怠速下噪声检测3个实验的结果进行分析,结果表明:噪声声级随着车速的增加而增加,且轻型轿车的噪声声级与车速呈线性关系;2种车型的整车噪声最大,其次是怠速噪声,最弱的是车内噪声;胶粉改性沥青路面在降噪方面的性能优于SBS改性沥青路面,尤其是对怠速状态下行驶的汽车。     

汽车侧窗风振噪声分析与改进

以某乘用车为研究对象,采用实车道路试验和仿真分析的方法,研究不同侧窗开启组合下驾驶员耳旁的风振噪声和侧窗风振噪声产生的机理,并提出在后视镜支撑臂位置开槽抑制风振噪声的措施,降噪可达7 d B。     

汽车声品质主客观评价方法研究

阐述了汽车产品开发过程中声品质主观评价方法的不足,介绍了各心理声学参数的应用。以10种类型轿车在不同车速下不同位置座椅处的耳旁噪声为评价对象,对车内噪声品质用成对比较法进行了主观评价试验;分析计算了各噪声样本的主要心理声学客观参数;在精确计算评价结果误判率的基础上,通过相关分析和多元回归分析,建立了匀速车内噪声主观偏好性与心理声学参数间的数学模型。研究结果表明,与轿车匀速车内噪声品质相关的主要心理声学参量根据车速的不同而不尽相同。     

Investigation of the shear flows over a sunroof opening based on a linear inviscid instability analysis

The large-scale shear flows over the sunroof opening of a mid-sized SUV measured using a PIV system were investigated. The shear flows were measured for five different cases of deflector protrusion (one case was the baseline test without deflector) at two different free stream flow velocities below the critical velocity where the buffeting noise level reached a maximum. The structures of the shear flows were observed to differ, apparently depending on whether the radiated buffeting noise is relatively strong or not. For strongly buffeting experimental cases, the momentum thicknesses of the shear layers were observed to grow rapidly and saturated at a station near the downstream edge of the sunroof opening, where the saturation of the transverse velocity fluctuations was also observed, and where the vortex coalescence process was presumably completed. On the other hand, no discrete large-scale vortex structures were observed for none-buffeting or weakly buffeting cases. Streamwise growth of the velocity fluctuations was found to be well predicted by a linear hydrodynamic instability analysis for the strongly buffeting cases. Numerical results obtained from a linear inviscid instability analysis using a hyperbolic tangent mean velocity profile were used to calculate the amplification factors with the initial momentum thickness and the streamwise fluctuation wavenumber. The shear flows were found to form large-scale discrete vortices when the linear inviscid amplification factors exceeded a threshold amplification factor.     

汽车天窗噪声的数值分析和控制

应用计算流体动力学软件fluent中的大涡数值模拟,对某汽车简化模型进行天窗噪声分析,并采用在天窗前沿增加腔体的措施来抑制天窗噪声。分析结果表明：改进后的天窗在压力场分布和监测点处的声压级上均优于改进前。     

基于风致抖振分析的多跨斜拉桥行人舒适性评价分析

首先,从随机风场模拟方法和抖振风荷载计算两方面介绍了风致抖振分析的基本理论;然后,以南昌市朝阳大桥为工程背景,利用MATLAB自编制程序依据上述随机风场模拟方法建立成桥阶段设计基准风速下标准断面的脉动风速模拟,将抖振惯性力公式计算所得的抖振风荷载施加在主桥模型上,对大桥的行人舒适性作出分析与评价;最后,对南昌市朝阳大桥的人非通道和观景平台提出了行人交通管控措施。     

Visualization of periodic flows over a sunroof opening by using a phase-marked PIV measurement

Flows over cavity openings are known to be highly structured and periodic due to the strong sound pressures emitted by the cavities. This article is concerned with the measurement of flow fields over the sunroof opening of an SUV. Since the PIV system used in the present work is not capable of taking phase-locked velocity fields during the measurement stage, phase-marked PIV measurements are performed and the phase-locked velocity fields are retrieved during a post-processing stage. The new PIV measurement method is shown to yield fairly accurate results with a proper choice of a phase-bandwidth. By using the phase-marked PIV measurement method, the evolution of large-scale structures in shear flow over the sunroof opening as phase changes is revealed. The detached shear layer is shown to fluctuate and then form a discrete large vortex convecting and impinging on the rear roof edge of the SUV. The average convection velocity of the vortex is calculated to be 0.45 of the nominal free stream flow velocity. Flow fields are compared for four different cases of deflector protrusion and a case without a deflector. Installation of a deflector can significantly change the flow field. For a deflector that reduces the buffeting noise by more than 10 dB, it is shown that turbulent fluctuations are initiated by the deflector but do not grow in amplitude as they convect downstream. As the deflector protrusion is increased, the amount of flow under the deflector increases in general. The flow exiting from the channel formed by the deflector and an A-frame is shown to increase the thickness of the shear layer near the leading edge of the sunroof opening.     

车辆气动力展向相关性传递函数及其对桥上运动车辆响应的影响

为研究运动车辆气动力的展向相关性对桥上运动车辆响应的影响,在分析运动车辆顺风向和竖向脉动风速谱的基础上,发展出一种新型的运动车辆脉动风速相干函数形式,推导出与顺风向和竖向脉动风速对应的运动车辆气动力的展向相关性传递函数,并根据“余弦规则”得到作用在运动车辆上的抖振力谱。通过建立列车-轨道-桥梁多体系统耦合振动仿真模型,以单节列车在典型的高速铁路桥梁上行驶为例,对比不同车速、不同风速与不同地表类型时,运动车辆气动力的传递函数对桥上运动车辆响应的影响。研究结果表明：当考虑上述传递函数时,车辆响应的均方根均有不同程度的降低,其中对车体横向和竖向加速度均方根的影响最为显著;当车速为40 m·s^-1时,在考虑与不考虑传递函数情况下,车体横向加速度均方根的相对误差高达40.6%,车体竖向加速度均方根的相对误差也高达36.6%;随着车速的提高,各车辆响应均方根的相对误差均逐渐变小;随着风速的提高,轮重减载率和轮轨垂向力均方根的相对误差均逐渐变大,而车体竖向Sperling指标和轮轨横向力均方根的相对误差却先增加后减小;从A类地表类型到D类地表类型,车体加速度均方根以及车体Sperling指标的相对误差均逐渐增大,而轮轨力均方根、脱轨系数均方根、轮重减载率均方根的相对误差均先增大后减小。     

汽车电动天窗机构运动分析及其凸轮廓线优化的研究

针对凸轮廓线导引型汽车滑动天窗机构的运动简图,推导了其主要运动参数的公式.对某车型电动天窗机构进行运动分析结果表明,机构中带导向槽(凸轮廓线)的杆件在某个位置的角加速度变化较快而引起冲击噪声.为此,基于三次样条曲线拟合法,提出了一种凸轮廓线优化设计方法,最后为该车型天窗机构给出了可有效降低冲击的优化的凸轮廓线.     

基于三维扫描顶衬与遮阳帘高精度尺寸策略研究

针对传统顶衬与遮阳帘尺寸策略问题,利用三维扫描技术收集物体几何表面的点云创建模型,并提供进行自动化尺寸策略评估的一种数字化工程解决方案,并对比传统意义上的车辆工程开发中顶衬与遮阳帘物理尺寸验证与数据收集工作优势,并以某项目新车型中三维扫描技术的实际案例出发,简述了三维扫描技术如何针对顶衬与遮阳帘尺寸质量优化进行指导,以及顶衬与遮阳帘零件尺寸质量提升工作中的优势。     

太阳能在汽车上的应用

太阳不断地向宇宙空间辐射出巨大的能量,人类完全可以将太阳能充分利用在汽车上,太阳能汽车的能源利用率可以达到95％。文章介绍了太阳能天窗和太阳能汽车的结构特点和节能原理,指出了轿车环保节能太阳能天窗以及太阳能在汽车上的应用前景,得出环保节能的理念必将推动太阳能在汽车上的应用日渐普及。     

影响天窗成本的主要因素研究

本文从汽车天窗的功能出发,分析了汽车天窗发展现状和总体趋势。并以A公司的一片式天窗为例,对天窗系统成本进行分解和分析,同时对S公司不同尺寸的天窗研发费用和模具费用变化进行研究,得出天窗尺寸大小是天窗成本的直接影响因素。研究结果对汽车制造企业合理利用资源,控制生产成本具有一定指导意义。     

车门开度对关门时车内人耳位置峰值压力的影响

为了进一步探究关门压耳感的影响因素,进而解决目前车门关闭时车内压力过大的问题。利用计算流体力学软件Star-ccm+的重叠网格技术分析关门时不同车门开度对车内峰值压力的影响。将不同车门开度的瞬时速度作为仿真计算的输入,得到该车型关门耳压计算值,并通过试验测试相同状态下实际关门耳压。仿真结果与测试结果对比显示车门开度35°与70°状态下得到的关门耳压基本一致,车门开度对关门时车内峰值耳压影响较小。在以后的测试和仿真模拟过程中可以快速提高仿真研究的进度和工作效率。