汽车车内次声的测量和分析

为了研究道路交通运输中汽车车内次声声压级（ISPL）的大小，找出车内的主要次声源及其影响因素，为进一步研究车内次声对司乘人员的影响和车内次声的控制提供参考，对几种不同类型汽车的车内次声进行了测量和分析，结果表明，次声是车内噪声的主要成分；当汽车高速行驶时，车内有较高的次声级，开窗时轿车内部的最高次声级达到120.5dB(ISPL),车内次声主要是由道路不平度随机激励引起车身板件的次声频振动及车外空气的紊流扰动所产生的空气动力学次声形成的；随着车速的增加，车内的次声级也随着增大；当车窗打开行驶时，在车速为20－120km/h的范围内，轿车和大客车的车内次声增加2－10dB(ISPL)，对于空气动力性和车身悬置减振性能差的部分面包车和平头客货两用车，车内次声反而减小。在窗口处采用加装导流板的方法，可以使轿车开窗高速行驶时的车内次声降低约7dB(ISPL).     

某车型进气系统降噪改进

某款车在后期噪声评估过程中,车内噪声水平没有达到目标样车的水平。文中根据该车进气系统噪声实验结果,设计赫姆霍兹共振消声器以降低噪声,并利用声传递矩阵理论和实验方法验证了其降噪效果。结果表明,在2 000r/min附近,车内声压级从原来的72.95dB（A）降低为68.96dB（A）,说明通过优化车辆进气系统结构可以提高整车的振动噪声（NVH）性能。     

某SUV气动噪声性能试验与数值仿真研究

为评估某SUV车型气动噪声,运用格子玻尔兹曼(LBM)与统计能量分析(SEA)法相结合的方法对该车型进行数值仿真,得到车外监测点及车内响应结果,并与试验结果进行比对分析,验证了该方法的可靠性。采用该方法对某SUV车型后视镜支座上表面倾斜角度进行优化,仿真结果表明,优化方案使车内语音清晰度(AI)提高了2.6百分点,1～5 kHz频域声压级减小了1～3 dB(A),试验结果表明,优化方案车内语言清晰度提高了3百分点,1～5 kHz频域声压级减小了1～3 dB(A),验证了该方法在车型开发前期的可行性。     

路面冲击输入下车内噪声主动控制

针对基于LMS算法道路噪声主动控制在面对冲击性噪声时性能骤降的问题，建立了基于滤波-x最小平均绝对偏差（FxLMAD）算法的道路噪声主动控制系统，以控制路面冲击输入下的车内噪声。首先对路面冲击输入下车内噪声特性进行了分析，发现其噪声是非高斯的，且更符合α稳定分布。接着对基于FxLMAD算法的噪声主动控制进行仿真，结果表明该算法在达到良好降噪效果的前提下还拥有结构简单、计算量小的优点。最后，搭建了车内噪声主动控制系统并在某燃油车上完成了冲击路面的实车道路试验。结果显示，基于FxLMAD算法的车内道路噪声主动控制系统在50～500 Hz范围内的总声压级降噪量可达约2 dB(A)，明显优于普通的LMS算法。     

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。     

降低车内噪声的声学包优化研究

针对某车车内噪声偏大的问题,对整车声学包进行了材料与声学性能方面的优化,并对优化后的零部件声学性能进行了对比测试,同时通过对整车车内声压级和语言清晰度进行了对比测试,测试结果表明,声压级降低了2dB(A)左右,语言清晰度提升了大约10%,达到了车内降噪的目的,提升了客户满意度。     

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。     

轿车侧窗风振特性的风洞试验研究

在分析了轿车风振产生机理的基础上,对目前工程上尚未解决的轿车侧窗风振问题进行了整车气动声学风洞试验。分析了侧窗风振噪声峰值声压级和频率随空间位置、风速大小、开口面积、偏航角和组合开窗的变化规律,对比了前窗和后窗的风振特性。结果表明:车内不同测试点的风振特征相似,即风振特性与车内空间位置无关。风振在某个特定风速下开始出现,并随着风速的升高逐渐增强,直到某个风速后又逐渐减弱,最后在另一个特定风速下消失。随着风速的增大,峰值声压级先增后减,而风振频率则一直升高。开口面积或偏航角增大时,峰值声压级和风振频率均上升。后侧窗风振问题较为严重,而前侧窗的风振则由于后视镜和A柱的存在,减弱很多。与只开一个窗相比,组合开窗可有效降低风振噪声。     

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。     

某SUV镂空尾翼气动噪声特性的研究

在某SUV开发过程中，为了更好地体现运动感，外造型上设计了带镂空的尾翼，然而，镂空尾翼带来了新的气动噪声源，使得车内噪声性能严重恶化。本文通过对风洞测试结果与数值模拟流场的分析，明确了镂空尾翼的声源产生原因：一是气流在镂空通道加速并冲击后风挡产生；二是气流在尾翼尾部区域分离、耦合形成的高湍流强度涡漩辐射产生。基于此，明确了优化方向：减少镂空处的气体流量；降低尾翼下方气流速度；改变尾翼下方气流流动方向。制定了具体的优化方案，并通过了风洞试验验证。结果表明优化方案对提高车内语音清晰度和降低车内声压级都有显著效果，车内声压级降低至少2 dB(A)，语音清晰度分别提高0.7%、1.5%、1.7%。通过本文研究内容，可以为尾翼造型设计及优化提供重要依据。     

钻爆法施工隧道噪声传播特性研究

钻爆法施工的隧道囿于半封闭环境和大功率高噪声机械分布集中的特点，施工噪声问题相比地面工程更加严峻。其中，尤以钻炮眼工序声压级最高。为研究隧道施工过程中工人接触的噪声大小和类型以及噪声在隧道内的传播规律，依托拉泽快速路圭嘎拉隧道工程，通过施工现场实测和Comsol Multiphysics软件声学数值模拟互相验证，发现掌子面工人工作区域的中高频噪声普遍达到105 dB(A)及以上，掌子面钻炮眼噪声传播至二次衬砌和仰拱区域后仍达到90 dB(A)，同时危害二次衬砌和仰拱区域施工人员健康。洞内空间声压级分布受洞内构筑物和边界条件影响，轴线方向衰减速率不均匀，同一断面内声能量由于拱形断面声聚焦效应，呈现同一断面内底板中线以上3～4 m局部声压级高于拱周的状态。     

隧道噪声传播扩散规律及其检测方案探讨

隧道噪声是影响行车环境和安全的重要因素,掌握其传播扩散规律是开展噪声控制的前提和依据。通过理论与实测相结合的方法对隧道噪声大小、分布规律、混响时间及频谱特性进行研究,并对隧道检测方案进行探讨。研究结果表明： 1)隧道噪声大小在空间分布具有一定的规律性,沿纵向呈中间高两端低的分布规律,且在隧道进口前50 m增加迅速; 2)隧道横断面内的直达声是噪声的主要来源,一次反射声在其声聚焦处对噪声影响巨大,而混响声则恶化了隧道内的整体噪声情况; 3)隧道内噪声主要是中低频噪声且呈现明显的双峰状,低频和中频峰值分别出现在100 Hz和1 200 Hz附近; 4)隧道混响时间与隧道断面形状、边界平均吸声系数以及噪声频率有关,周长面积比越大、吸声系数越大以及噪声频率越高都会使得混响时间变小; 5)隧道噪声检测参数应包含A计权声压、噪声频谱特性和混响时间,具体测点布置应综合考虑隧道长度和横断面形式,并结合当前技术手段科学制定。     

基于直接CAA与SEA的汽车风噪预测与控制

本文中对某一SUV风噪的预测与控制进行研究。首先基于风洞测试进行风噪声源特性与传递路径的分析,发现泄漏噪声主要发生在500 Hz以上中高频段,车底风噪主要集中于800 Hz以下中低频段,而在外形噪声中,由车顶和四门传递的风噪的贡献大于翼子板。然后基于气动噪声直接计算法和统计能量分析对外形噪声进行仿真,并结合风洞测试分析了湍流模型、网格尺寸和波数分析方式对风噪仿真精度的影响。结果表明,大涡模拟的高频风噪衰减低于分离涡模拟,且大涡模拟对高频风噪的仿真精度和计算效率都比分离涡模拟高;在计算资源允许范围内对比不同网格尺寸,最小网格为2 mm时侧窗声压级的截止频率最高可达2 000 Hz;单区域波数分析低估了中低频风噪声的能量,精度较低。多区域波数分析中,声能量较低的区域对仿真精度影响较小。最后基于贡献度分析提出后视镜支臂减薄和安装在车门上两种改进方案进行仿真,结果表明,改进后车内总声压级分别降低1.38和1.93 d B,语音清晰度提升0.4%和1.1%。     

穿孔板在降低某6缸柴油机油底壳噪声中的应用

采用穿孔板制作局部隔声罩,用于降低某6缸柴油机油底壳的噪声辐射。通过对该柴油机油底壳的辐射噪声进行频谱分析,针对其噪声特点,设计了用于油底壳的局部隔声罩。试验结果表明,实测平均声压级降低了1.0 dB,吸声降噪效果明显。     

复合材料降低柴油机噪声的试验研究

在标准半消声室,用B&K3560噪声测量分析系统对4110Q柴油机整机和油底壳、飞轮壳、喷油泵、摇臂罩等零部件的噪声进行了台架试验研究。试验主要测量了柴油机整机在全负荷、不同转速下的声压级和主要零部件近声场标定工况下的声强级,并进行了频谱分析,提出了降低柴油机噪声的具体措施。研究结果表明,用复合材料覆盖柴油机的复合油底壳、喷油泵、飞轮壳、摇臂罩表面后,在标定工况下整机噪声声功率级下降2.2 dB(A)。     

车门内水切升降异响分析及设计优化

主要针对汽车车门玻璃在下降过程中由于内水切"咕噜咕噜"异响问题的研究,结合实车案例分析影响内水切升降过程中异响的原因,并通过不断的设计优化断面和调整CLD值效果验证,最终解决异响问题;弥补了设计阶段需注意控制的相关设计参数,为以后新项目的设计提供了参考。     

U肋加劲板的声振特性研究

为分析U肋加劲板的声振特性，联合锤击试验和数值仿真方法从振动传递特性和声辐射性能2个方面进行研究。首先，以某钢箱梁为原型，设计制作一足尺U肋加劲板结构，通过锤击激励获得不同位置的振动和噪声响应。然后，以有限元计算得到的振动响应作为边界元仿真的边界条件，建立混合有限元-边界元模型预测U肋加劲板的振动声辐射，并将仿真结果与实测值进行对比。最后，通过数值仿真探讨U肋的声振贡献量，并分析结构设计参数（顶板厚度、U肋厚度和U肋间距）对顶板声功率级的影响规律。研究结果表明：相比混凝土结构，U肋加劲板的振动噪声更加明显，且频谱范围更宽，主要集中在几百至上千Hz；U肋正上方和U肋之间的顶板原点导纳差异不大；顶板原点导纳和U肋传递导纳的频谱特性相似，并在量值上具有可比性；混合有限元-边界元预测方法具有较高的精度，但计算效率不高；受到U肋自身的振动声辐射和声反射效应的影响，U肋加劲板正下方的噪声比侧方高出约10 dB（A），声压级峰值频段为400~1 250 Hz；顶板厚度和U肋间距是决定顶板声辐射大小的决定性因素，算例中顶板厚度减小6 mm或U肋间距增大300 mm时，顶板声功率级分别增加5.4 dB（A）或9.4 dB（A）；U肋厚度在6~10 mm内变化时，顶板声功率级改变不大。     

汽车声学包轻量化设计

本文旨在研究汽车声学包的轻量化设计,要求在保证声学性能的前提下,尽可能实现轻量化的目标。首先运用统计能量法建立了包含车身结构和各声腔的整车模型,提取80 km/h匀速工况下发动机舱的声辐射激励、动力总成激励和车身表面脉动压力激励,并将其施加在该模型上,获得驾驶员头部声腔声压,结果与试验数据吻合良好,验证了模型的有效性。接着根据各子系统对驾驶员头部声腔声压的贡献量分析结果,对内前围和前地板声学包提出了改进方案。最后以改进方案中各层材料厚度为设计变量,以驾驶员头部声腔总声压级和声学包总质量为目标构建Kriging近似模型,采用多目标遗传算法对声学包材料厚度进行优化,优化后的声学包声学性能与原来相当,而总质量减轻了20.76%。     

车内声品质主观评价模型及中频噪声优化

为研究特种车车内声品质,对3辆不同类型特种车进行实车道路实验,建立了主观评价烦躁度和声品质客观参数之间的Kriging模型,通过滤波分析得到不同频段声品质参数对主观评价结果的影响。建立了混合FE-SEA模型,以计算车内中频噪声,并与实验数据进行对比,验证模型精度。计算了车身主要板件对车内中频噪声的声学贡献度,找到对车内声压贡献较大的板件,并对其进行优化,有效降低了车内中频噪声。     

钢箱梁的声振特性及影响因素研究

为分析钢箱梁的声振特性，联合锤击试验和统计能量分析（SEA）方法从统计能量分析参数和声振响应两方面进行研究。首先，以某钢箱梁节段[10.1 m（长）×4.8 m（宽）×3.1 m（高）]为对象，通过锤击激励获得顶板和底板不同位置的加速度频响函数。然后，建立SEA模型预测钢箱梁的振动声辐射，考察了各板件在100~5 000 Hz频段的模态数，并将加速度频响函数的仿真结果与实测值进行对比。最后，通过数值仿真分析，探讨了结构设计参数（加劲肋和横隔板）对统计能量分析参数和钢箱梁声振响应的影响规律。研究结果表明：除个别频带外，顶板和底板不同测点位置的加速度频响函数没有显著差异；SEA方法可较精确地预测钢箱梁的高频振动噪声，且相比有限元方法具有更高的计算效率；设置加劲肋后，板件的模态密度和输入功率均下降，子系统间的耦合程度降低，但板件的辐射效率增大；设置加劲肋后，顶板和底板的振动速度级在每个频带平均下降8.2 dB和6.7 dB，钢箱梁声功率级在每个频带平均减小3.1 dB（A）；相比加劲肋厚度而言，加劲肋间距对钢箱梁声振响应的影响更大，应优先作为声学优化的主要参数；横隔板可在一定程度上降低板件的振动响应，取消横隔板将导致钢箱梁声功率级在每个频带平均增大1.3 dB（A）。