汽车表面湍流压力脉动计算精度的研究

通过运用脱涡模拟(DES)方法对两种网格尺寸和两种几何细节的模型进行计算流体动力学(CFD)分析,获得侧窗表面的湍流脉动声压级,并与风洞试验结果对比,结果表明:1 mm网格的精度较高,而2 mm网格在2 000 Hz以后出现明显误差;造型模型在100 Hz低频段的误差稍大于整车模型,但在中频和高频段的精度等同于整车模型。Q准则显示1 mm网格可捕捉尺寸更小而涡量更大的涡核,这也正是1 mm网格在高频段精度更高的原因。考虑到计算效率,建议采用造型模型进行湍流压力脉动的计算,且在侧窗区域使用1 mm的加密区。     

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。     

车身简化模型中A-立柱和后视镜风噪的试验研究

为研究车身A柱和后视镜的风噪,建立汽车简化模型。基于气动声学风洞试验,设计了外形配置不同的5种模型。以A计权声压级和语音清晰度为评价指标,对侧窗外表面、远场和车内风噪展开对比分析。结果表明:A柱涡区域内高频风噪衰减较快;方形A柱对后视镜风噪具有明显掩蔽作用;后视镜风噪中存在压力级峰值,对应特征频率随风速升高而增加;随风速升高,各模型车窗、远场和车内风噪均明显增加;偏航时,车窗风噪在全频段内表现出迎风侧降低、背风侧升高的趋势,远场风噪与车内风噪在不同频段展现相同趋势。     

某SUV后视镜降噪设计与风洞试验验证

为研究后视镜镜臂对其产生的气动噪声的影响，针对某SUV后视镜采用脱体涡（detached eddy simulation）方法分析其流场和近场噪声特性。通过改变镜臂外形设计了两种降噪模型，在航空工业气动院FL-53风洞开展了3个后视镜模型的气动噪声风洞试验。结果显示：通过改变镜臂周围曲率，能够减小涡的尺度，改变涡脱落的方向，降低后视镜尾流区域近场噪声，且风速会影响部分频段的降噪效果；从远场指向性看，3个后视镜在尾流区声压级较大，降噪模型没有改变远场指向性。     

风雨场条件下汽车乘员舱气动噪声数值模拟

本研究以某汽车为研究对象,基于数值模拟探讨不同降雨量工况下的汽车乘员舱气动噪声声压级水平。采用Realizablek-ε/LES湍流模型来模拟无雨时的单相流流场,再添加离散相模型（DPM）来模拟有雨时的两相流流场,以声类比（FW-H）方法获得了不同降雨量下车身表面各子系统的1/3倍频程平均输入激励,采用混合有限元-统计能量分析（FE-SEA）方法获得了驾驶员耳旁气动噪声声压级水平。仿真结果表明：在20-1000Hz频段内,有雨工况下的驾驶员耳旁的声压级在各中心频率处都低于无雨工况,小雨工况和中雨工况下的驾驶员耳旁总声压级较为接近,大雨工况下的驾驶员耳旁总声压级最低。     

后视镜风噪外形优化设计研究

后视镜是整车风噪的重要噪声源之一,其外形直接影响整车NVH性能。后视镜外形对风噪的影响按频率特性可大致分为两类,啸叫与宽频噪声。文章通过仿真计算与试验相结合的方法,分别对这两类噪声进行了分析与优化。通过试验验证,结果显示,优化方案可以有效消除啸叫,对宽频噪声中高频段也有较明显的改善。此类优化方法的原则适用于后视镜外形早期开发设计阶段。     

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。     

基于仿生的A柱-后视镜区域气动降噪研究

在某SUV车型的A柱-后视镜区域建立了6种仿生模型,稳态计算采用SST k-ω湍流模型,瞬态计算采用大涡模拟(LES),探讨了流场和声场的气动特性。仿真与风洞实验结果对比表明,仿真的监测点压力系数与实验数据基本吻合,1/3倍频程声压级曲线也比较一致。仿真结果表明,6种仿生模型都起到了降低噪声的作用,尤其在人耳敏感的中高频域降噪效果更为明显。其中,仿生模型1(A柱凸起结构)与原模型相比,降低了涡流强度,对流线具有梳理作用。总声压级的分析表明,仿生凸起模型局部降噪效果明显,仿生凹坑模型降噪效果均匀。     

汽车后视镜与雨刮的风噪优化

为得到某SUV的车内噪声,分别采用计算流体力学法和统计能量法对该车型进行外部流场和乘坐舱内噪声计算,获得驾驶员头部区域的声压级曲线。在原车仿真结果基础上,对后视镜和雨刮进行改进,并采用数值仿真和道路试验对原车和改进后的噪声进行评估和对比。仿真和试验得到的声压级曲线整体趋势一致,表明仿真结果的有效性;后视镜和雨刮改进后,仿真结果显示两种改进方案的噪声,在全频段均有改善,其中声压级最大降幅达5. 6dB(A),两种方案的总声压级分别降低1. 5和1. 8dB(A);路试结果显示在干扰噪声较小的高频段,改进后的声压级有较明显的降低,部分高频段最大降幅达5. 1dB(A),两种方案的总声压级分别降低0. 2和0. 7dB(A),表明了改进的有效性和研究方法的可行性。     

湍流DSRFG与LES风场沿计算域流向变化的影响因素

为生成满足桥梁风工程大涡模拟（LES）要求的入口湍流风场，以丹麦大带桥桥址风特性为例，采用离散再合成的随机流动生成（DSRFG）方法合成了满足目标湍流度、积分尺度、脉动风速谱及空间相关性等参数的各向异性湍流；讨论了DSRFG方法在生成湍流风场上关键参数的合理取值；基于Fluent平台，通过自主开发的用户自定义函数（UDF）程序将生成的湍流风场赋给大涡模拟的入口边界，基于LES研究了不同网格尺寸和时间步长取值，入口湍流风场在计算域流向的变化规律。研究结果表明：DSRFG方法能生成满足桥梁LES模拟要求的指定湍流特性风场，产生的风场风谱和速度分量统计值与目标值吻合较好；入口湍流风场特性在计算域流向有较好的维持，脉动风谱在低频段与目标谱吻合较好，高频段出现一定衰减，而衰减起始频率随网格尺寸和时间步长的减小而增大。最后拟合了网格尺寸与脉动风谱衰减起始频率的关系曲线，建议了LES合适的网格尺寸和时间步大小，相关研究结果可为湍流风场模拟和桥梁风工程大涡模拟提供重要参考。     

基于机器学习的汽车后视镜气动噪声预测方法

针对传统风洞试验、数值模拟等方法计算噪声值费时长、资源消耗大等问题,提出一种基于机器学习的气动噪声预测方法。以后视镜特征参数为数据集输入,对不同特征参数下的后视镜模型进行瞬态流场与声场联合仿真,将计算得到的总声压级值作为数据集输出,分别用不同数量的样本数据训练支持向量回归机,通过建立的预测模型对同一测试集进行预测得到总声压级预测值。结果表明,基于支持向量回归机的预测方法能得到与计算值误差较小的预测结果,在较少样本数据支撑下也具有较高的预测精度,可用于汽车后视镜气动噪声的预测。     

汽车后视镜和门把手内置的风阻仿真研究

车身造型直接决定了汽车在行驶过程中受到的空气阻力的大小。将汽车的后视镜和门把手内置能使车身整体更加符合流线型,降低约3%的整车迎风面积,从而减少汽车在行驶过程中受到的空气阻力。本研究运用Pro/Engineer造型功能建立三维模型,在Hypermesh对模型的流场计算域进行网格划分,然后将网格导入Fluent中进行仿真计算。经过对后视镜和门把手内置模型与后视镜和门把手外置模型的比较分析,得出后视镜和门把手内置能有效的降低汽车的风阻系数,减少汽车在行驶过程中受到的空气阻力。     

乘用车暖通空调风道气动噪声模拟研究

采用大涡模拟模型(LES)计算了某汽车暖通空调风道的瞬态流场,然后应用L ighth ill-Curle声学理论,采用FW-H声学模型,预测了其噪声特性。与试验结果对比表明,用CFD方法预测暖通空调系统管道气动噪声有一定精度,分析结果可用于改进空调系统的气动噪声性能。     

后视镜振动抖动光学性能评价方法研究

在试验室环境下对汽车后视镜的振动抖动进行了分析研究,提出了后视镜镜面振动抖动的两种评价方法。结合图像分析法对后视镜镜面振动抖动形成机理进行了分析,并设计了一组镜面振动抖动标准图像。试验结果表明,利用图像分析法评价后视镜振动抖动结果与试车人员感觉相似,表明了该方法在评价后视镜振动抖动光学性能上的有效性。     

轿车外流场及气动噪声的建模与仿真

汽车高速运行时会产生空气动力学噪声,这对汽车乘坐的舒适性、车内乘客的相互交流都会有十分不利的影响。通过CFD手段,采用大涡模拟方法和Lighthill理论,对汽车外流场进行了计算和声学分析。结果表明,CFD不仅可以提供该车气动噪声特性,而且指出前挡风玻璃与车顶连接处、后视镜的造型、车门把手存在优化可能,这为进一步降低该车的风噪提供方向性指导。     

汽车气动噪声数值计算分析

文中阐述了气动噪声数值分析的两个步骤,即采用大涡模拟(LES)计算汽车外部瞬态流场和采用FW-H声学模型预测其噪声特性.最后介绍了该数值仿真方法在汽车设计中的应用以及降低气动噪声的措施.     

基于LIN总线技术的后视镜控制策略及故障处理方法研究

由于卡车的底盘较高,后视镜较大,人工调节后视镜较为费力,目前市场上一些高端卡车的后视镜调节都是通过开关控制电机来实现,主流的技术方案是开关与控制器之间通过硬线连接,控制器与后视镜调节电机之间也是硬线连接,这就造成控制器针脚占用过多和线束过多的问题。因此本文介绍一种基于LIN总线技术的后视镜调节策略,同时,从后视镜系统控制原理出发,结合实际案例介绍一种后视镜功能失效的分析方法。