高速行駛汽車氣動噪聲模擬研究.pdf

1、汽車振動噪聲問題(NVH)一直是各大汽車企業(yè)和研究機構(gòu)重視的研究方向,近幾年尤其突出。雖然我國高速公路網(wǎng)的建設,拉近了城市之間的距離,但是汽車在高速行駛條件下誘發(fā)的氣動噪聲問題突顯了出來,并成為了影響高速行駛汽車車內(nèi)噪聲的主要噪聲源。
　　 本文首先介紹了涉及氣動噪聲的理論基礎和常用的研究方法,并對汽車氣動噪聲源進行了分類介紹。隨后,在總結(jié)前人研究成果的基礎上,提出本文研究的主要內(nèi)容,其包含對三種車身模型的數(shù)值模擬:
　　

2、 (1)縮尺模型風洞試驗的模擬仿真;
　　 (2)全尺寸帶后視鏡模型風洞試驗的模擬仿真;
　　 (3)改進后的全尺寸模型風洞試驗的模擬仿真。最后,對全尺寸車室聲腔模型內(nèi)部某些場點處的聲壓級進行了計算。
　　 本文在FLUENT軟件中,對車身模型進行模擬風洞試驗,模擬車速為108km/h(30m/s)先進行穩(wěn)態(tài)模擬,得出車身周圍的流場特性,包括:車身表面壓力值,湍流表現(xiàn)和氣流流速特性等。并在車身表面設置監(jiān)測點,通

3、過大渦模擬(LES)的瞬態(tài)模擬方法得到各監(jiān)測點位置的脈動壓力時域圖,通過快速傅里葉變換(FFT)將脈動壓力級時域圖轉(zhuǎn)化為頻域圖,以便更直觀地觀察脈動壓力的頻譜特性。在脈動壓力級頻譜圖上可以看出,脈動壓力級是寬頻譜,其能量主要集中在低頻區(qū),隨著頻率的增加而下降較快,在1500Hz以后的高頻部分則能量衰減較慢。整個頻譜圖上,脈動壓力級的衰減值可達50dB之多。
　　 對模型的改進是在CATIA軟件中進行的。先在軟件中建立原全尺寸的簡

4、化車型,然后依據(jù)汽車空氣動力學中的氣動外形知識,對原模型進行了一定的改進,改進內(nèi)容包括:擋風玻璃、A柱、車頭、車頂和車尾等。經(jīng)過FLUENT仿真發(fā)現(xiàn),改進后車身的氣動特性得到了明顯的改善,而且車身表面遠場輻射噪聲降低較多。
　　 計算車內(nèi)場點處的聲壓級是在SYSNOISE軟件中進行的。這部分主要進行由左側(cè)窗表面脈動壓力引起的,車內(nèi)主、副駕駛員耳旁位置的聲壓級的計算。采用了聲一固耦合方法,并結(jié)合壓力一聲傳遞函數(shù)進行計算。只在左側(cè)窗

5、脈動壓力激勵下,副駕駛員耳旁位置的聲壓級比主駕駛員耳旁位置聲壓級略微大1dB(A)左右。在左側(cè)窗裝有后視鏡的情況下,車內(nèi)這兩個場點處的聲壓級要比之前的值都增加約15dB(A)之多。
　　 汽車車身表面凹凸物及棱角極大地影響著車身周圍流場特性,如后視鏡、A柱棱角和擋風玻璃上部棱角等。高速氣流流經(jīng)這些部分,氣流流速增加,出現(xiàn)渦流結(jié)構(gòu),同時氣流出現(xiàn)較大的分離區(qū),導致以較大的氣流再附著于車身表面和車窗玻璃。這樣的氣流特性引起的氣流噪聲,