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.     

大型车辆冷却风扇数值模拟的研究

运用滑移网格技术,建立了某款大型车辆冷却风扇的模型,对其三维流场进行了数值模拟.其中,采用了基于雷诺平均N-S方程的湍流模型进行流场稳态模拟:用了大涡模拟方法进行流场瞬态模拟.同时,对风扇流场的压力和速度进行分析:究了风扇流量、风扇转速、扇叶数和气动噪声相互之间的关系.     

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.     

汽车车身密封对车内气动噪声影响的机理及试验研究

在分析了车身密封系统引起的车内气动噪声产生机理及影响因素的基础上,通过整车气动声学风洞试验,对某四门三厢轿车的车内气动噪声的构成成分-泄漏噪声及外形噪声的频率特性进行了分析,并通过“开窗法”调查了车身各密封部件对车内泄漏噪声的贡献.结果表明,泄漏噪声主要发生在中高频段,且对车内总噪声的贡献比外形噪声大;车门、后视镜和侧窗的密封是该轿车最重要的泄漏噪声源,但具有不同的特征频段.     

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。     

纯电动汽车高速工况下底盘后部空腔引起低频噪声问题的分析改进

随着电机驱动技术以及空气动力学技术的不断提升,纯电动汽车高速化趋势愈发明显。纯电动汽车高速行驶时,底盘后部空腔引起的低频气动噪声峰值可超过60 dB(A),严重影响驾乘舒适性。以某纯电动汽车高速工况下的低频噪声问题为案例,系统地阐述了低频噪声问题的排查分析及产生机理分析验证过程。首先,分析了高速行驶激励源类型,并通过声学风洞进行激励源分离试验,锁定低频噪声为气动噪声类型;其次,对低频气动噪声形成的潜在机理进行推断,并设计试验进行潜在机理排查分析,确定底盘后部空腔涡声耦合自激振荡是引起低频气动噪声的原因;最后,通过仿真分析、半经验公式计算和实车试验验证了潜在机理,并设计工程化方案解决了该低频噪声问题。这对纯电动汽车高速工况气动噪声问题的分析识别与解决具有重要的工程意义。     

某SUV车内气动噪声特性风洞试验研究EI北大核心CSCD

为研究乘用车内部气动噪声的空间分布规律、频率特性和车内噪声水平的影响因素,以便进行改进设计,对某款SUV在吉林大学汽车风洞内进行了噪声测试试验。结果表明,车内气动噪声主要由泄漏噪声与外形噪声组成,空间上车内噪声左右对称分布,但发现了前排泄漏噪声高于后排、而后排外形噪声高于前排这一典型现象。车内噪声水平随风速增加呈线性递增,且随着偏航角度增加,处于背风侧的位置,由于气流分离变甚,噪声明显恶化,而迎风侧的噪声变化很小。根据试验结果提出对A柱附近的衬条进行局部补强,采用泡棉封堵后视镜与车身连接处线束穿孔,采用喇叭口造型和减薄镜柄的新造型后视镜,以及在顶棚和四门钣金件加贴阻尼片等一系列车内噪声改进方案,有效降低了车内气动噪声。     

以响度为度量的车内噪声有源控制

考虑听觉的主观性,提出一种基于响度控制的车内噪声有源控制系统.通过在传统有源噪声控制系统中加入若干响度滤波器,适当放大人耳敏感频率成分,衰减不敏感成分,使控制目标由声压转变为响度.相应导出Loudness-LMS算法,设计了响度滤波器.对车内噪声进行响度和声压控制的仿真结果表明:响度控制的声压减小量少于声压控制,但响度衰减得更多,具有更好的主观听觉效果.     

基于格子波尔兹曼方法的某乘用车空调系统气动噪声的直接模拟与优化

针对某乘用车空调系统气动噪声偏大的问题,采用格子波尔兹曼方法直接模拟噪声,同时求解流场和声场,并与试验相结合,开展噪声与结构优化。结果表明,该方法能较为准确地计算空调系统的流场和噪声,仿真与试验声压级曲线较为相似,总声压级仅相差0.8 dB(A)。经优化,在耳点位置噪声最大降低了约2 dB(A)。研究同时发现四极子噪声在某些频域内有较大的贡献。利用格子波尔兹曼方法模拟流场和声场是计算空调管道系统气动噪声准确有效的方法。     

载货车轮胎近场噪声方向性的研究

载货车轮胎噪声在交通噪声中占有很大的比重,研究载货车轮胎声辐射特征,对轮胎降噪和优化具有重要的实际意义。本文中在分析载货车轮胎噪声的方向特性与发声机理的关系基础上,对5种花纹形式的载货车轮胎进行了近场声压试验,提出噪声圆度作为噪声方向性判定方法,探讨了不同花纹对轮胎噪声转折频率的影响规律,分析了轮胎噪声在不同频率和车速下的方向特征。结果表明,载货车轮胎噪声具有较强的方向性,胎侧声压比胎后声压约小10d B(A),低频区主要为振动噪声,方向性弱,高频区主要为气动噪声,方向性强;其转折频率明显受轮胎花纹的影响,但行驶速度基本上不影响噪声方向特性。