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.     

汽车暖通空调系统鼓风机气动噪声传递特性分析

以某型汽车暖通空调(HVAC)系统为研究对象,采用隔振、隔声、消声和改变壳体阻尼的方法对鼓风机的气动噪声进行了试验研究。应用相干分析、阶次分析以及频谱分析等方法,确定了43阶气动噪声源为鼓风机叶轮,确定其传递特性为叶轮旋转产生的气动力传递至电机壳体和蜗壳壳体,引起结构振动并辐射噪声,另有部分气动力产生的气动噪声通过进、出风口向外气动传播。     

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。     

重卡后视镜气动噪声仿真分析与控制

采用大涡模拟(LES)对某重型卡车的瞬态外流场进行仿真分析,应用Lighthill-Curle声类比理论,通过FW-H声学模型,预测其车外气动噪声特性,发现后视镜造型和表面形状是导致气动噪声过大的主要原因。对后视镜局部进行优化改进,对改进后的后视镜再进行仿真分析,结果表明,优化后,后视镜的气动噪声有明显的改善。     

汽车前端冷却模块气动噪声数值分析

采用计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)和计算气动声学(Computational Aeroacoustics,CAA)分步耦合方法对汽车前端冷却模块气动噪声进行数值分析。将换热器部件等效为多孔介质,利用大涡模拟(Large Eddy Simulation,LES)捕捉冷却模块声源信息。利用声学边界元法(Acoustic Boundary Element Method,BEM)计算气动噪声,并将计算结果和噪声试验结果进行对比。结果表明,冷却模块空间声场低频段轴向偶极特征明显;离散噪声突出而宽频噪声相对较小;场点总声压级随转速的增大而增加;出风口场点总声压级较进风口大;增加等效声源数量可提高气动噪声的数值预测精度。计算结果与试验结果吻合较好,说明CFD和CAA分步耦合方法可为冷却模块低噪声设计提供理论指导。     

某中型客车进气噪声声学优化

通过对某中型客车空气滤清系统的声场仿真计算和整车进气噪声试验分析,提取其进气噪声声源特性并进行了声学优化。首先采用四负载法提取进气噪声声源特性,建立进气系统声学边界元模型,预测进气系统进气口噪声并与试验测试数据对比,验证提取声源的准确性;然后进行整车进气系统噪声试验,分析进气噪声频谱特性,确定消声频率;最后通过仿真设计了消声元件,并提出优化方案用于实车验证。整车进气噪声试验结果表明,优化后进气系统声学特性得到明显改善。     

某乘用车空调系统配气比及气动噪声分析优化

空调系统设计与布置合理与否直接影响乘员舱内舒适性。空调系统设计要求配气比必须满足标准要求,而且风道的气动噪声必须控制在合理的范围内。本文通过对某乘用车空调系统原方案进行配气比及气动噪声分析,对空调系统风管内流场分布以及气动噪声源产生与传播进行了详细分析,从而提出两种优化方案。通过配气比及噪声试验,3#优化方案满足配气比标准要求,并且驾驶员右耳处噪声较原方案降低3.7dB,效果显著。     

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。     

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。     

进排气噪声品质的改进

进排气系统噪声由尾管噪声及壳体噪声共同构成。双层壳体及内层降噪材料可有效地降低壳本噪声；尾管噪声采用线性频率范畴模型法及非线性时间范畴法进行预测并综合处理系统所产生的实际噪声。进排气系统的设计兼顾发动机性能和声学效果，其关键是正确预测压力损失参数。     

某纯电动汽车用HVAC空调箱轰鸣声优化方案研究

声品质作为体现整车舒适性的一个重要指标,越来越受到人们的重视。本文针对某纯电动汽车用空调箱轰鸣声产生的机理进行了系统的分析。通过CFD仿真分析、半消音室近场测量验证、主观评价等,确定空调箱内部流道产生涡流是引起轰鸣声的主要原因。通过空调箱内部流场优化,使空调箱轰鸣声得到改善,提高了空调箱的声品质。试验验证及主观评价结果表明,此轰鸣声优化方案效果良好,具有重要的参考与指导价值。     

减小汽车空调开启过程中冷媒产生的嘶嘶声

汽车在空调开关过程中,特别是在发动机转速升速过程中开关空调,容易产生嘶嘶声。从结构和原理上分析了嘶嘶声产生的原因,通过试验找到嘶嘶声产生的根源,并通过针对供热通风与空气调节系统(Heating,Ventilation and Air Conditioning,HVAC)和热力膨胀阀(Thermal Expansion Valve,TXV)的一些措施降低了车内的嘶嘶声,从而为车辆空调系统的NVH设计提供了依据。     

考虑人体热调节的乘员表面温度分布及车内热环境的数值仿真和试验

为研究在瞬态变化的车内热环境下的人体表面温度分布情况及舱内热环境对乘员热舒适性评价的影响,以冬季某轿车乘员舱内热环境为研究对象,实车测试暖风系统开启后车内热流场的动态变化,建立乘员舱流场和温度场的瞬态仿真模型,综合考虑环境参数和人体新陈代谢等因素以及车内热环境与人体热调节模型间的耦合关系.研究结果表明:仿真计算与试验测...     

基于声固耦合非线性系统的汽车车内噪声计算研究

采用具有线性和非线性连接子结构的自由界面模态综合法，建立整车系统声固耦合非线性动力学模型。用该模型对发动机激励产生的车内噪声进行数值仿真，并通过试验对仿真结果进行验证。     

汽车空调吹脚模式地板振动分析与控制

为减少汽车空调吹风管道振动引起的舒适性问题,文章以某车型HVAC吹脚模式地板振动问题为例,提出一种HVAC吹脚风道的分析与控制方法。利用三维不可压缩流体的k-ε湍流模型,建立吹脚风道的数学模型进行CFD模拟流场分析,根据分析结果优化风道的流场分布,采用手工方式,将吹脚风道进风口挡板填平,改善气流走向,并从CFD和试验两方面对改进方案进行验证。结果表明：湍流是引起吹脚模式地板振动的主要原因,该方法验证了分析和控制方法的准确性。     

Experimental study of the flow characteristics in an automotive HVAC system using a PIV technique

Air flow inside an automotive HVAC module was visualized using a high-resolution PIV technique with varying temperature control modes. The PIV (particle image velocimetry) system used for the experiment consisted of a 2-head Nd:YAG laser (125 mJ), a high-resolution CCD camera (2 K × 2 K), optics and a synchronizer. A real automotive HVAC module was used as a test model, and some of its casing parts were replaced with transparent windows to capture the flow images of the laser-light-sheet illumination. In addition, instant velocity fields were measured for three different temperature control modes by adjusting the temperature baffle. Characteristics of the air flow inside the automotive HVAC were then evaluated based on the time-averaged PIV data. Results from the experiment showed that flow for the warm mode loses more momentum due to its complicated flow path. Thus, the present PIV data can be used to validate numerical prediction and to improve the performance of HVAC modules.     

支持向量机在交通流量实时预测中的应用

实时、准确的交通流量预测是正在发展的智能交通系统的关键问题之一,对于交通控制和交通流诱导都有着直接的影响。提出一种基于支持向量机的交通流量实时预测模型,通过采用序贯最小优化算法,能够实现对交通流量的有效预测。应用实例表明,支持向量机具有良好的泛化性能,在输入信号混有10%噪声的情况下,支持向量机的鲁棒性更好,预测的平均误差为4.25%,预测结果优于BP神经网络和动态递归神经网络。     

Brake pad taper wear on brake moan noise

Automotive brake systems today have many factors that can contribute to brake noise. Modern approaches to reduce the propensity of brake noise mostly target high frequency brake squeal. A more difficult constituent of brake noise to address is low frequency moan, which is typically caused when the brake system excites a suspension member with a constrained natural frequency in the range of excitation. Although most modern CAE techniques utilized to diagnose and solve brake noise issues focus on new brake pad condition, this paper will show the benefit of understanding a common wear mechanism “Taper Wear,?and attempt to correlate its effects on brake moan. In order to study this phenomenon, a finite element model of a disc brake is established, and a complex eigenvalue analysis (CEA) of the brake system is performed. The propensity of brake moan noise is evaluated on basis of damping ratio of a dynamic brake system model. By using the finite element model, effects of the brake pad taper wear on brake moan noise is studied. The results show that the brake pad taper wear is a significant factor for generating the instability causing the brake moan noise. The study is performed at various levels of brake pad taper wear. When the brake pad taper wear is more than 0.5 mm, the value of negative damping ratio rapidly increases, and the propensity of brake moan noise is greatly magnified. In this study, the simulation result correlated well with the test result, which provides the theory and guidance for brake moan noise control.     

基于CFD方法的空调风管除霜性能开发

基于空调风管除霜性能开发过程,将总体性能分解到风管性能、玻璃近壁面的速度性能以及考虑温度的除霜性能。使用计算流体力学(CFD)方法,在设计前期通过稳态分析控制风管的性能及速度性能;在设计后期通过瞬态分析评估空调除霜的能力。分析结果表明,空调除霜性能目标从部件到整车均满足要求。     

一种轿车空调HVAC的性能改进

对某种轿车空调HVAC内部结构以及蒸发器、加热器等关键部件设计进行改进。改进后的HVAC空调系统在满足整车装配的前提下,通过台架性能试验和环境模拟试验,表明其制冷性能和整车降温性能得到明显改善,并且HVAC的噪声和功耗也明显降低。