高速行駛汽車(chē)氣動(dòng)噪聲模擬研究.pdf

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

2、 (1)縮尺模型風(fēng)洞試驗(yàn)的模擬仿真;
　　 (2)全尺寸帶后視鏡模型風(fēng)洞試驗(yàn)的模擬仿真;
　　 (3)改進(jìn)后的全尺寸模型風(fēng)洞試驗(yàn)的模擬仿真。最后,對(duì)全尺寸車(chē)室聲腔模型內(nèi)部某些場(chǎng)點(diǎn)處的聲壓級(jí)進(jìn)行了計(jì)算。
　　 本文在FLUENT軟件中,對(duì)車(chē)身模型進(jìn)行模擬風(fēng)洞試驗(yàn),模擬車(chē)速為108km/h(30m/s)先進(jìn)行穩(wěn)態(tài)模擬,得出車(chē)身周?chē)牧鲌?chǎng)特性,包括:車(chē)身表面壓力值,湍流表現(xiàn)和氣流流速特性等。并在車(chē)身表面設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn),通

3、過(guò)大渦模擬(LES)的瞬態(tài)模擬方法得到各監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置的脈動(dòng)壓力時(shí)域圖,通過(guò)快速傅里葉變換(FFT)將脈動(dòng)壓力級(jí)時(shí)域圖轉(zhuǎn)化為頻域圖,以便更直觀(guān)地觀(guān)察脈動(dòng)壓力的頻譜特性。在脈動(dòng)壓力級(jí)頻譜圖上可以看出,脈動(dòng)壓力級(jí)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(gè)頻譜圖上,脈動(dòng)壓力級(jí)的衰減值可達(dá)50dB之多。
　　 對(duì)模型的改進(jìn)是在CATIA軟件中進(jìn)行的。先在軟件中建立原全尺寸的簡(jiǎn)

4、化車(chē)型,然后依據(jù)汽車(chē)空氣動(dòng)力學(xué)中的氣動(dòng)外形知識(shí),對(duì)原模型進(jìn)行了一定的改進(jìn),改進(jìn)內(nèi)容包括:擋風(fēng)玻璃、A柱、車(chē)頭、車(chē)頂和車(chē)尾等。經(jīng)過(guò)FLUENT仿真發(fā)現(xiàn),改進(jìn)后車(chē)身的氣動(dòng)特性得到了明顯的改善,而且車(chē)身表面遠(yuǎn)場(chǎng)輻射噪聲降低較多。
　　 計(jì)算車(chē)內(nèi)場(chǎng)點(diǎn)處的聲壓級(jí)是在SYSNOISE軟件中進(jìn)行的。這部分主要進(jìn)行由左側(cè)窗表面脈動(dòng)壓力引起的,車(chē)內(nèi)主、副駕駛員耳旁位置的聲壓級(jí)的計(jì)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(jìn)行計(jì)算。只在左側(cè)窗

5、脈動(dòng)壓力激勵(lì)下,副駕駛員耳旁位置的聲壓級(jí)比主駕駛員耳旁位置聲壓級(jí)略微大1dB(A)左右。在左側(cè)窗裝有后視鏡的情況下,車(chē)內(nèi)這兩個(gè)場(chǎng)點(diǎn)處的聲壓級(jí)要比之前的值都增加約15dB(A)之多。
　　 汽車(chē)車(chē)身表面凹凸物及棱角極大地影響著車(chē)身周?chē)鲌?chǎng)特性,如后視鏡、A柱棱角和擋風(fēng)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(shí)氣流出現(xiàn)較大的分離區(qū),導(dǎo)致以較大的氣流再附著于車(chē)身表面和車(chē)窗玻璃。這樣的氣流特性引起的氣流噪聲,