高速车辆气流噪声的试验研究

在分析了车辆气流噪声与表面脉动压力关系的基础上，在风洞中对车辆表面脉动压力的分布、频率特性及速度特性进行了试验研究。结果表明：由于气流在A立柱后产生分离并形成螺旋向上的纵向涡，使得在前侧窗附近的表面脉动压力明显地高于其他区域，成为主要的噪声源区之一；车辆表面脉动压力的能量与气流速度的4次方成正比；车辆表面脉动压力的幅值在低频率时较大，并随频率的增大而减小。比较了不同形状的A立柱对侧窗表面脉动压力的影响，对降低汽车气流噪声作了初步探讨，发现A立柱形状与脉动压力的特性关系不大，但对脉动压力的大小影响较大。     

高速车辆外部流场的实验研究

高速车辆外部流场中前侧窗区域对气动特性影响比较大,因为该区域存在着气流分离和再附着,并伴有剧烈的压力脉动,不仅影响车辆的气动阻力,还严重影响气动噪声。本文通过风洞实验手段,设计了用于测试车辆表面脉动压力和静压力的测试系统,并着重研究了该区域表面脉动压力和表面静压力在不同风速下的分布情况,及相互之间的关系。     

关于高速车辆气流噪声的研究探讨

高速车辆的气流噪声是现代科技高度发达而产生的新问题。本文以气流声学和涡动力学为基础，分析了高速车辆气流噪声的主要产生机理，并对气流噪声的计算以及车外脉动压力的计算理论进行了初步探讨。     

轿车后视镜尾部气流脉动压力场分布及向车室内传递气流噪声的理论估算

本文通过风洞试验研究了桑塔纳轿车后视镜产生的脉动压力场的分布情况。发现其脉动压力的能量主要集中在轿车通风窗与前侧窗的外表面位置,且其能量很大,相当于90km/h的车速下,最大处脉动压力级达132.5dB,成为一个大声源,透过玻璃向车内传递气流噪声。最后,根据理论推导证明了传递到车室内的气流噪声功率与脉动压力的平方成正比,并近似估算出在90km/h速度下由桑塔纳后视镜产生的传递到车内的气流噪声功率约为2.51×10~3W。     

关于高速车辆内部气流噪声计算方法的研究

高速车辆的气流噪声是随现代科技高度发展而产生的新问题。此文在风洞实验的基础上，分析了气流噪声向车内传播的基本途径，并采用了边界元（EBM）和统计能量分析（SEA）相结合的方法，针对桑塔纳缩尺模型，对由车外脉动压力诱发产生的模型车内气流噪声的大小进行了理论计算，跟风洞实验结果相比，吻合较好。     

汽车气动噪声外辐射声场的数值仿真

从Lighthill声类比理论出发,将流体动力学技术与边界元法结合起来,在某轿车边界元模型中,导入流场边界脉动压力数据,并经转换和计算获得汽车表面附近的气动偶极子声源边界条件;采用直接边界元算法进行汽车气动噪声外辐射声场的数值仿真.结果表明:轿车表面的偶极子声源强度随频率增大而降低;在120km/h车速和2000Hz频率时后视镜附近声场的气动噪声声压级可达78dB左右;在同一频率下,轿车在纵向对称面上的气动声源辐射强度要大于地平面上的气动声源辐射强度.     

栏杆基石对闭口箱梁桥梁涡振性能影响的机理

为研究检修道栏杆基石对桥梁涡激振动性能的影响，依托中国某主跨808 m的超大跨度闭口箱梁加劲梁悬索桥，通过主梁大比例节段模型弹性悬挂测振测压风洞试验获取模型风致振动响应和表面各测点压力时程数据，测试原设计断面在±5°攻角范围内的涡振性能，对比分析3种不同栏杆基石位置和高度工况下主梁涡振响应性能和桥面测点脉动压力系数均值、均方差、压力功率谱以及局部气动力和总体气动力的相关性。研究结果表明：依托工程主梁设计断面发生了显著的竖向和扭转涡激共振，且扭转涡振显著超出规范允许值，主梁涡振性能随来流风攻角的增大而变差。主梁表面实测脉动压力数据分析显示，由于栏杆和基石的阻挡，箱梁上表面气流分离后在后部再附，导致上表面前部和中后部发生了强烈的压力脉动。上表面前部、后部以及下表面迎风区斜腹板局部气动力与总体气动力具有很强的相关性，这也是导致主梁发生显著扭转涡振的根本原因。将栏杆基石移至桥面板边沿显著减小了上、下表面压力脉动，上表面前部和后部气动力相关性被破坏，可以大幅抑制涡振；将栏杆基石移至桥面板边沿，并降低栏杆基石高度抑制了气流在上表面后部的再附现象，断面压力脉动被削弱，局部气动力和总体气动力相关性被完全破坏，从而有效抑制涡振。     

基于SST-DDES方法的汽车外气动噪声模拟与风洞试验对标分析

随着新能源汽车行业的迅猛发展,行驶过程中发动机噪声的贡献消失,气动噪声成为了最容易引起顾客抱怨的问题。相关研究表明,通过侧窗玻璃表面脉动压力产生的湍流脉动和声场是汽车在高速行驶时的主要噪声源。基于开源软件OpenFOAM,采用SST- DDES湍流模型,分别对两款不同车型的前后侧窗玻璃24个点的表面脉动压力进行了数值模拟计算,并与风洞试验测试相结合进行验证。结果表明,仿真结果与试验结果基本吻合,证明了该方法可以有效捕捉侧窗玻璃的表面脉动压力结果,为后续的车内噪声计算打下基础,同时也有效缩短了开发周期,并降低了后期实车风洞试验的测试成本。     

汽车后视镜区域瞬态流场及气动噪声数值仿真

通过分离涡模拟(DES)进行整车外流场的三维瞬态仿真,得到车身表面压力脉动,并采用FW-H声学模型对气动噪声进行仿真分析。通过与类后视镜气动噪声试验数据相比较,验证了仿真的准确性。对有、无后视镜工况下,后视镜区域瞬态流场、车身表面压力脉动、侧窗监测点声压级进行比较,揭示了后视镜区域气动噪声产生机理,为降低汽车气动噪声提供技术支持。     

一种集成式热管理模块用水泵的噪声优化研究

集成式热管理模块用暖风水泵为插入式，并与水道直接相连。在整车上当水泵高转速时，车内噪声突出，主观感受非常差，车内主驾噪声645Hz峰值声压级36.5dB(A)，经分析其峰值为暖风水泵的8阶噪声。本文研究了暖风水泵性能和流动噪声随流量的变化规律及特性。当水泵叶轮连续掠过隔舌时，叶轮与隔舌间空间位置固定的流体微团受到周期性挤压，其压力出现周期性波动，并对外辐射脉动压力，反作用于叶轮上产生周期性不平衡的径向力，导致机体振动。通过水泵隔舌圆角大小对瞬态压力脉动特性的影响及流场特性的CFD仿真，发现增大隔舌圆角后，叶轮前端与隔舌间间隙增大，因而动静干涉减弱，叶频处的压力脉动幅值明显减弱，其作为振动激励源的影响也随之减弱。经过整车测试，车内噪声在645Hz峰值降到20dB(A)以下，满足整车目标要求。     

关于桑塔纳轿车后视镜产生的车外气流辐射声的研究

本文根据Ｌｉｇｈｔｈｉｌｌ的声模拟理论推导了轿车高速行驶时产生的外部气流辐射声的计算方法。通过风洞试验研究了桑塔纳轿车后视镜产生的脉动压力场的分布情况，测出在相当于９０ｋｍ／ｈ的车速下，作用在车身表面的脉动压力级最大处达１３２．５ｄＢ。最后，用本文导出的计算方法求出了当车年为１４６ｍｇ／ｈ时，单由后视镜产生的距轿车中心７．５ｍ处的外部气流辐射声即已超过６０ｄＢ。     

基于A柱-后视镜车内气动噪声数值模拟与预测

针对后视镜引起的前侧窗与车内气动噪声问题,采用计算流体力学(CFD)方法对某商用车进行车外后视镜区域数值模拟和车内噪声预测的研究。稳态分析采用RANS模型中SST(Menter)k-ω模型,瞬态分析采用基于SST(Menter)k-ω的分离涡模拟(DES);通过分析后视镜侧窗区域的稳态静压力与瞬态动压力、速度和涡量云图,揭示了因A柱后视镜而产生车窗表面的湍流压力脉动的机理;同时求解瞬态流场获得两侧车窗表面湍流压力脉动载荷。采用声学FEM方法将车窗表面湍流压力脉动作为边界条件来计算气动噪声的传播,基于车内声学空间不同频率的声压级云图分布规律,说明了车内气动噪声主要集中在中低频段和声压级最大的分布区域;驾驶员左耳旁声压级曲线展示了20-2500 Hz频段内声压级变化规律。最后进行实车道路滑行测试,证实了气动噪声在车速80-110 km/h时较为明显的结论;采用CFD结合声学有限元的方法可较为准确地预测车内100-2500 Hz气动噪声的声压级,为优化后视镜、降低驾驶室内气动噪声提供仿真和试验的技术方案。     

气动措施抑制钝体箱梁竖向涡振的风洞试验研究

为研究钝体箱梁发生竖向涡振的内在特性及气动措施抑振的规律,采用风洞试验同步测量箱梁模型的振动位移和表面压力。基于模型各测点的压力时程,综合对比分析压力系数均值与均方差值、局部气动力对总体气动力的相关性与贡献程度。结果显示:钝体箱梁断面发生竖向涡振的根本原因是上游分离的气流使得中、下游脉动压力显著增大,中、下游升力对总体升力具有良好的相关性,且对涡激振动贡献最大;封闭栏杆方式可以抑制钝体箱梁断面的竖向涡振;栏杆阻风率变化会同时改变钝体箱梁上、下表面的压力脉动分布强度,但只能改变其上表面的压力系数均值;气动措施抑振的机理是其削弱了箱梁中、下游的脉动压力强度,破坏了局部升力对总体升力的相关性。     

汽车后视镜气动噪声仿真与实验研究

根据计算进气格栅开、闭两种状态的整车模型的空气动力学性能参数对比风洞实验结果,确定了原设计的整体流动仿真的精度;而基于该模型运用DES法计算的侧窗表面测点的声压级与实验结果对比,确定了2mm网格气动噪声仿真的精度。对新方案和原设计运用Q准则的流态显示,表明新方案后视镜尾流区的流动状态得到改善;侧窗表面的湍流压力脉动的对比表明,后视镜外形的改动对湍流压力脉动影响很小;而通过Lighthill声类比法获得的声压脉动却有显著差异,新方案在2 000～8 000Hz范围内的声压脉动明显减小。Beamforming测试的声源分布和改进效果,与CFD计算预测一致,且与车内的声压级测试有很好的相关性。以上研究表明:Q准则的流态显示可用于气动噪声的定性评估;声压脉动是后视镜气动噪声仿真最主要的评价依据,不可忽略。     

乘用车燃油压力脉动数值分析

针对某乘用车出现的怠速低频噪声现象进行了分析,确定该低频噪声是由燃油压力脉动导致的。对该乘用车的燃油系统进行了一维仿真分析,研究了不同容积的外置缓冲器和不同材料的连接管路对燃油压力脉动的影响,并设计了外置缓冲器与连接管路的优化方案。噪声测试结果表明,选用优化后的橡胶管与外置缓冲器可不同程度地降低车内噪声1.3~3.2 d B(A)。     

计及气流再生噪声的消声器消声量的分析

基于Lighthill气动声学理论方程和偶极子声源的假设,提出了一种计及气流再生噪声的消声器消声量的分析方法,利用该方法计算插入管式消声单元消声量的结果比不考虑气流再生噪声的计算结果的精度要高很多,尤其是气流速度较高时,和试验结果较接近.应用该方法对某SUV车的消声器进行了设计和优化后,怠速噪声约降低2.4dB(A),...     

高速公路上不同车型源强噪声及速度的统计分析

选取了西安地区平坦且周围环境开阔的几条高速公路,通过对行驶在高速公路上不同车辆(大卡车和大客车、中卡车和中客车、小型车)的源强噪声、速度进行测试,运用统计学原理分析。结果表明：高速公路上不同车型源强噪声及速度遵循正态分布。得出其所产生的源强噪声、速度的最大值、最小值、平均值、分布区间;与经验方法所得数值比较,实际上大型车和中型车速度普遍提高而源强噪声下降,但小型车速度提高,源强噪声增大。说明路况等级提高,新车增多、车辆性能改善,高速公路上车辆的源强噪声、速度也在发生变化。将以上研究结果应用于交通噪声预测及其研究中,能更切合实际,更科学地进行环境评估和治理。     

基于CFD的汽车后视镜优化

针对汽车存在的气动噪声问题,为了减小后视镜内侧面的偶极子声源强度,降低后视镜的辐射噪声,对现有的后视镜进行优化,添加导流结构并进行数值仿真计算。对添加了导流结构和未添加导流结构两种情况进行分析对比,结果表明:后视镜添加了导流结构之后,侧窗的偶极子噪声源降低了约1.1d B,有利于降低侧窗的湍流压力噪声;后视镜内侧面偶极子声源有明显降低,有利于侧窗辐射噪声的降低。     

卡车驾驶员的经济性驾驶培训——以梅赛德斯-奔驰卡车驾驶培训为例(续3)

2)空气阻力空气阻力大部分来自车辆行驶时风在车辆迎风面积上施加的冲击阻力,还有一少部分空气阻力是气流流经车身,与车身表面摩擦产生的阻力。空气阻力与车辆风阻系数、车辆正面投影面积和车速有着密切的关系。     

气体湍流压力与声压脉动的试验分离方法

研究气体作用于固体表面湍流压力脉动与声压脉动的试验分离技术。论述气体中两种压力脉动的区别,包括产生机理、传播速度和穿透效率等。结合较为常用的电容式膜片表面声压测量和较新的湍流滤网,在同一测点上分别使用以上两种测试技术进行测量,形成一种用于分离两种不同压力脉动的测试方法。通过一组针对两种压力脉动的声学风洞试验,实测两种测试技术在频域上的差别,结果证明用该测试方法能较为有效地分离两种压力脉动。