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。     

汽车侧窗风振噪声分析与改进

以某乘用车为研究对象,采用实车道路试验和仿真分析的方法,研究不同侧窗开启组合下驾驶员耳旁的风振噪声和侧窗风振噪声产生的机理,并提出在后视镜支撑臂位置开槽抑制风振噪声的措施,降噪可达7 d B。     

汽车天窗风振噪声数值模拟与控制

在利用大涡模拟对汽车外部瞬态流场进行数值模拟的基础上,对天窗风振噪声进行了研究,获得了风振频率以及驾驶员耳旁的风振声压。通过分析一个周期内纵对称面上的流场变化,揭示了风振噪声的主要来源——天窗开口处涡的周期性脱落。提出了抑制风振噪声的措施,即安装导流板以及合理开启天窗,并重点对导流板的安装角度及外形、天窗不同开启程度进行了分析,给出了预测风振频率的经验公式,并对参考车型进行了实车道路试验。结果表明:2种措施都能有效控制风振噪声,而且当2种措施结合起来使用时,能完全消除风振;测试获得的风振频率与风振声压与计算仿真结果吻合较好。     

汽车天窗风振噪声的数值仿真研究

针对汽车普遍存在的天窗风振噪声问题,借助现有的汽车三维模型对天窗风振噪声进行了数值仿真,并与实验结果进行对比,验证了数值仿真的有效性。对未添加导流板和添加导流板两种情况进行了对比研究,结果表明:添加导流板后,汽车天窗风振噪声相比于未添加导流板下降了8dB,导流板对天窗风振噪声有一定的控制效果。同时,对比未添加导流板和添加导流板两种情况的速度和涡量云图,发现添加导流板后,来自天窗前缘的气流通过导流板时发生上扬,使得通过天窗进入车内的涡旋强度降低,进而导致天窗风振噪声有所削弱。     

B柱扰流器对风振噪声的影响及其机理

汽车风振噪声是衡量其舒适性的重要指标之一。本文首先用道路试验验证了风振流场仿真方法的有效性。接着解释了风振噪声是由周期性脱落的湍流涡与车内空腔共振导致的，并提出了风振噪声的降噪策略。随后探究B柱扰流器对风振噪声的影响及其机理，发现减小自由剪切层偏离B柱外表面的最大距离可以减小湍流涡的强度，进而减小风振噪声。所设计的扰流器最大降噪效果可达12.8 dB。最后用试验验证了B柱扰流器方案的有效性。该研究结论对于进一步理解和控制风振噪声具有一定理论意义和工程应用价值。     

斜独塔混合梁斜拉桥风-汽车-桥梁系统耦合振动研究

针对公路汽车三维绕流特性显著的特点,按照准定常理论推导了适用于公路汽车的脉动风荷载表达式。将自然风、公路汽车、桥梁作为一个统一的相互作用系统,采用风-汽车-桥梁系统耦合振动分析模型,以某斜独塔混合梁斜拉桥为工程背景,研究侧风作用下汽车-桥梁耦合振动特性,并讨论了汽车-桥梁振动的影响因素。研究结果表明：由于桥梁和汽车的气动特性差异,桥梁的竖向抖振现象较横向抖振现象突出,而汽车的横向振动现象较竖向振动更明显。     

考虑流固耦合作用的大跨度桥梁风振响应研究

为更准确研究大跨度桥梁的风致振动特性,为设计提供更可靠的方法,对考虑流固耦合作用的大跨度桥梁风振响应进行了研究。介绍了一种流固耦合分析的强耦合方法,同时求解流体控制方程和结构控制方程,计算出全场变量值。给出了与求解方法相应的湍流模型和边界条件。对大跨度悬索桥进行了风振响应分析和颤振分析,与已有文献进行了结果对比。研究表明:发生颤振时,考虑流固耦合作用时桥梁的颤振临界风速要小于不考虑流固耦合作用时的情况,其风振响应要大于不考虑耦合作用的风振响应,说明在气动弹失稳的情况下,流固耦合作用加深了结构的不稳定性。结果表明流固耦合效应对于大跨度悬索桥风振响应有重要影响,强耦合计算方法可以较准确地预测其风致振动特性。     

来流速度对汽车天窗风振特性的影响

针对汽车天窗风振问题,通过理论计算求得某款轿车室内空气共振频率和发生共振的来流速度范围,然后采用大涡模拟方法对其天窗风振特性进行数值仿真,结果表明:当来流速度为15m/s时,该车产生赫姆霍兹共振,共振频率为23.4Hz,最大声压级为131dB,而来流速度对第1、第2阶模态影响较大;采用最小二乘方法拟合开口处剪切层内流向速度分布,服从双曲正切分布规律;根据Rayleigh拐点定理发现天窗开口处存在不稳定模态;速度相关分析的结果表明,靠近开口前缘的两点之间的速度互相关系数小于靠近后缘的两点之间的速度互相关系数;且来流速度越大,两点间的速度互相关系数越大;而汽车天窗后缘和底板附近等部位的风振噪声最大.     

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。     

动力传动系统振动特性对车内噪声影响分析

动力传动系统弯振与扭振是引起诸多后驱汽车车内轰鸣声的共性问题。某前置后驱柴油机汽车在全油门加速工况时,动力传动系统的多个耦合弯振频率及其3阶扭振造成车内多个转速下的噪声峰值。通过进行动力传动系统扭振计算分析与弯扭振试验研究,采用减小动力传动系统激励源与改变该系统弯扭刚度的方法,解决了由于动力传动系统弯扭振动特性引发的NVH问题。     

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。     

SEA方法在车身声振设计中的应用

介绍了统计能量分析(SEA)方法的特点、原理及其在汽车车身声振设计中的应用情况.SEA方法是建立在一定假设基础上的基于能量统计的方法,可应用于早期开发阶段的产品特性分析与匹配,且可与CFD方法综合运用预测汽车内部风噪声,与FEM综合运用及与试验相结合预测整车的声振特性.阐述了通用SEA模型,以及用SEA方法分析吸声、阻尼材料对车内声场的影响,并以多个分析研究和具体实例说明了SEA方法在汽车车身声振设计中的应用.     

高速汽车侧风稳定性研究

汽车高速时的侧风稳定性对其主动安全有着至关重要的影响。文章系统介绍了汽车侧风稳定性的研究背景及国内外的研究现状,探讨了汽车侧风稳定性的研究内容,包括汽车参数的影响、汽车造型的影响、不同侧风的影响、侧风稳定性的评价研究、侧风稳定性试验,展望了高速汽车侧风稳定性研究的发展趋势。     

后窗雨刮电机噪声分析及抑制措施

汽车后窗雨刮电机的噪声可主要分为电磁噪声和机械噪声两大部分,本文对后窗雨刮电机电磁噪声和机械噪声的来源和产生机理进行分析研究,在已有成熟后窗雨刮电机平台基础上,采取一系列可行性措施.其中,较为有效的创新性措施概括如下:通过调整磁钢结构优化表磁曲线分布,来抑制电枢反应产生的电磁噪声;通过理论分析并结合试验手段,优化碳刷宽...     

基于胶带密封法的汽车各密封部位动静态泄漏噪声的试验研究

本文对汽车泄漏噪声产生机理及其研究方法进行了概述,并分别对试验车辆进行动态的风洞车内噪声试验与静态的车身隔声试验。试验中采用胶带密封法,对门、侧窗、天窗和风窗等不同部位密封的动、静态泄漏噪声贡献量进行了分析,分离出不同机理产生的泄漏噪声。结果表明,空腔噪声与气吸噪声是汽车实际泄漏噪声的主导成分,活动密封结构对泄漏噪声的贡献更大。     

车门尺寸偏差风噪声形成机理及气密性分析

针对某车型汽车高速行驶时车内风噪声较大的问题。文章首先从车门尺寸偏差设计特点分析了车门尺寸偏差形成的主要影响因素及车门尺寸偏差风噪声形成机理,然后对车门尺寸偏差与整车气密性及高速行驶下风噪声关系进行了实验分析。结果表明,车门偏差对静态气密性影响关系较小,但高速行驶风噪声影响较大,为车门尺寸公差设计提供理论参考。     

风障对平行梁桥面风环境的改善作用研究

现阶段山区公路混凝土单箱梁、平行箱梁的风障设置研究存在不足。本研究采用计算流体力学(CFD)中的三维大涡模拟(LES)方法,针对不同风障布置形式下的混凝土单箱梁、不等间距平行箱梁的桥面风环境进行了研究,建立了有限体积模型。研究了来风上下游侧风障对单箱梁桥面风环境的影响,发现在单箱梁来风上游侧布置的风障能够显著降低桥面风速,而在来风下游侧布置的风障则无法起到有效的挡风作用。因此,当平行箱梁间距过大时,来风下游侧的箱梁由于缺乏上游侧风障的保护,桥面风环境恶化。针对这一问题,研究了平行箱梁内侧未加装风障时的桥面风环境,计算了车道平均风速和风速折减系数。研究发现,下游侧箱梁桥面平均风速随着平行箱梁间距的增大而增大;当间距增大到一定程度后,下游侧箱梁由于进入了上游侧箱梁尾流的充分发展区,造成下游侧箱梁桥面平均风速增高、风场紊乱。进一步研究了平行箱梁内侧加装风障后的桥面风环境,发现下风侧箱梁桥面平均风速大幅减小,上游侧梁的尾流涡对下游侧箱梁桥面风环境造成的不利影响也受到了有效的抑制。综上所述,单箱梁下风侧安装的风障不能改善桥面风环境、当平行箱梁间距超过2倍梁宽时,应在平行箱梁内侧加装风障。     

侧风对高速汽车行驶稳定性影响的仿真分析

汽车高速运动时的方向稳定性受侧向风的影响非常明显,其影响规律与侧风气动中心的位置密切相关。但是,对侧向风的影响有两种不同的观点,一种观点认为与气动中心和中性转向点的相对位置相关;另一种观点则认为取决于气动中心和质心的相对位置。基于二自由度汽车动力学模型,用Matlab软件对侧风引起的汽车行驶稳定性进行了仿真分析,认为汽车在侧风作用下的运动规律取决于侧风气动中心与中性转向点的相对位置。     

带吊机钢桥塔施工状态抖振响应及风振舒适性研究

为评估施工过程中带吊机状态时桥塔的风振舒适性,对某桥一高164.4 m的独柱式钢桥塔与吊机结构开展了气动弹性模型风洞试验,研究桥塔封顶(T1状态)以及最后一道扶墙安装前(T2状态)2种施工状态下的桥塔和吊机的抖振位移响应;采用加速度均方根作为结构风振舒适性评价指标,通过比较多种舒适性标准得出高、中、低3种评价等级,对带吊机桥塔结构风振舒适性进行评价,并结合工程规定进行验证。结果表明:风偏角对带吊机钢桥塔结构抖振响应有显著影响,其中15°风偏角下抖振响应最大;风速与带吊机钢桥塔结构顶部加速度均方根间存在较显著的线性正相关特性,可以作为风振舒适性的简易评价指标;2种施工状态下桥塔塔顶风振舒适性基本一致,T2状态下吊机顶部风振舒适性低于T1状态;3种评价标准中基于非常烦扰的中评价等级与工程规定较相符。     

汽车小天窗风振研究及优化

为了得到满足用户感知要求的汽车小天窗风振效果，针对当前SUV现有小天窗挡风条结构，开展基于PowerFLOW的汽车天窗风振噪声仿真分析，得到特定车速下的流场数据和驾驶员耳旁声压数据。在原车型仿真结果基础上对挡风条结构优化设计，按影响参数采用正交实验分析，进行各设计方案的仿真、实车对比研究。数值仿真、实车测试、主观感知得到的结果在整体趋势上一致，数值仿真结果显示最佳优化方案声压级在峰值频率点下降17.8dB(A)；路试结果显示，该方案声压级最大降低21.9dB(A)，主观感知不到风振，表明了优化方案的有效性。