高速轎車外流場(chǎng)對(duì)車內(nèi)噪聲的影響分析及預(yù)估.pdf

1、隨著汽車技術(shù)的發(fā)展,曾在車內(nèi)噪聲中占主要地位的發(fā)動(dòng)機(jī)噪聲、傳動(dòng)系噪聲、排氣噪聲以及路—輪胎噪聲等幾種噪聲得到了有效的控制,且隨著車速的不斷提高,氣流噪聲已成為當(dāng)前高速車輛最主要的噪聲之一,并已經(jīng)明顯地影響到了車內(nèi)的噪聲值。因此對(duì)車內(nèi)氣流噪聲的研究無(wú)論從學(xué)術(shù)還是從現(xiàn)實(shí)的角度來說,都具有重要意義。分析了前人在流體力學(xué)及氣流噪聲兩個(gè)方面的成果,并根據(jù)其提出了本文的主要研究?jī)?nèi)容:車輛高速行駛時(shí),車身與周圍相對(duì)高速流動(dòng)的氣流相互作用,在車輛周圍及

2、內(nèi)部產(chǎn)生氣流噪聲的內(nèi)在機(jī)理；對(duì)車輛外流場(chǎng)、外表層附近湍流和車身表面脈動(dòng)壓力場(chǎng)進(jìn)行理論分析與計(jì)算；將脈動(dòng)壓力作為聲學(xué)分析的邊界條件,最終得到車內(nèi)駕駛員及前后排乘員耳旁噪聲。
　　 對(duì)車內(nèi)氣流噪聲的產(chǎn)生的理論基礎(chǔ)進(jìn)行了分析,得出車輛外部氣流噪聲只與車輛表面壓力的脈動(dòng)量有關(guān),表面的脈動(dòng)壓力是車輛氣流噪聲的源,而且車輛氣流噪聲主要由偶極子源噪聲組成。脈動(dòng)壓力通過兩種途徑傳入軍內(nèi),即車外氣流噪聲,通過門、窗等處的孔縫直接向車內(nèi)傳播,這部分

3、成為泄漏聲；外部脈動(dòng)壓力作用于車身的壁板和門、窗等處,造成門、窗和車身壁板振動(dòng),從而向車內(nèi)空間輻射噪聲,成為穿透聲。
　　 在上述理論基礎(chǔ)上,運(yùn)用CFD技術(shù)對(duì)脈動(dòng)壓力進(jìn)行了仿真,并分析了高速行駛時(shí)車輛的外流場(chǎng)特性,分析表明,外流場(chǎng)特性圖與關(guān)鍵點(diǎn)處的脈動(dòng)壓力計(jì)算值較吻合,即靜壓力等值線越密的地方,該處的脈動(dòng)壓力級(jí)越大。運(yùn)用有限元流體模型,在側(cè)窗兩個(gè)小孔處以表的形式施加脈動(dòng)壓力,將計(jì)算所得頻譜按能量幅值疊加,得到場(chǎng)點(diǎn)處的泄漏聲；以脈

4、動(dòng)壓力作為邊界條件,運(yùn)用邊界元,在SYSNOISE中利用聲.固耦合方法,將車輛乘坐室劃分為多個(gè)單元,分別在各個(gè)單元上施加單位脈動(dòng)壓力,最終將各個(gè)單元在場(chǎng)點(diǎn)處的頻譜按能量幅值疊加,得到指定場(chǎng)點(diǎn)處的總聲壓級(jí),即為穿透聲。
　　 為了驗(yàn)證上述仿真結(jié)果的準(zhǔn)確性,進(jìn)行了汽車模型的風(fēng)洞試驗(yàn),得到了車身左側(cè)窗處的脈動(dòng)壓力及車內(nèi)氣流噪聲。將計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)相比較,發(fā)現(xiàn)兩者存在一定的誤差。主要因?yàn)榭赡苁?網(wǎng)格中局部例如A立柱區(qū)域附近、及車身大的