基于LBM-FE-SEA方法汽车风窗噪声数值模拟研究#br#

为研究某车型风窗噪声，根据格子波尔兹曼（Lattice Boltzmann，LBM）方法获得高速行驶工况下车身表面各监测点处的1/3 倍频程声压级及平均输入激励。采用混合有限元-统计能量分析（Finite Element-Statistical EnergyAnalysis，FE-SEA）方法对该车型车内噪声进行输入激励下的数值模拟，得到驾驶员耳旁声压级结果，并与实车道路试验比较，验证了该方法的可靠性。仿真结果表明，在20 Hz～125 Hz范围内，混合FE-SEA方法精度高于统计能量分析（Statistical Energy Analysis，SEA）方法；在125 Hz～400 Hz中频范围内，根据混合FE-SEA方法所得结果与道路试验结果更为吻合，与试验结果的误差最大值不超过3 dB；在400 Hz～1 000 Hz范围内，SEA方法的精度逐渐提升，其计算结果与试验值吻合度升高。据此进行的车身部件贡献量分析表明左前侧窗在整个频段内都对驾驶员耳旁噪声有影响， 左后侧窗对其贡献量最小。     

基于非光滑表面雨挡的汽车风振噪声动态计算分析与优化

汽车侧窗风振噪声与侧窗开度是密不可分的,在现有针对汽车侧窗风振噪声数值研究中,都仅限于固定开度的仿真计算,很难准确找出最大风振噪声对应的侧窗开度。采用非结构网格弹性变形与局部重构网格相结合的动网格技术计算简易车厢的风振噪声,仿真计算结果与传统方法计算结果吻合良好;在此基础上,运用该方法实现了实车侧窗连续开度的风振噪声计算,通过与传统方法和实车道路试验进行对比,进一步验证了该数值计算方法的正确性;结果表明该数值模拟方法突破了以往固定开度风振噪声研究的局限,更真实地模拟侧窗连续开启这一动态过程;通过该方法准确找出了最大风振噪声对应的侧窗开度,并对该开度下的风振噪声特性进行了分析;在对风振噪声计算与特性分析基础上,通过建立汽车左后侧窗非光滑表面雨挡模型,运用多岛遗传算法,对其结构参数进行了多目标优化,取得了较为理想的降噪效果。结果表明附加上雨挡装置后,乘员舱后部漩涡明显减少,流速与流量降低,使得回流至前排座椅的涡速也同步下降,同时雨挡装置将左后窗表面一部分层流转化成为湍流,直接影响了该区域附近的湍流能量与强度,间接降低了驾驶员耳旁的声压级,有雨挡装置相较无雨挡装置,驾驶员耳旁监测点的噪声值从129 d B降至123.82 d B,降低约5 d B,幅度达到4%。     

基于声辐射模态的作动器对称位置的研究

在汽车噪声优化控制领域中,作动器位置布置会影响噪声控制效果。以简支板为例,根据声辐射模态的解耦主动控制的控制方法已经取得了良好的降噪效果,但作动器的不同对称位置布置对降噪产生的效果以及所需电压值是不同的。提出将分别对前四阶声辐射模态建立电压模型,对前八阶声辐射模态建立声功率模型,通过在MATLAB上进行仿真,结果确定能使所需电压最小,控制效果最好的理想降噪对称位置。     

基于混合LES/BEM方法的汽车侧窗结构风振噪声分析

利用大涡模拟（Large Eddy Simulation,LES）方法对某轿车的侧窗风振噪声进行计算,其结果与整车道路测试实验结果吻合良好.对相应流场下的车窗进行结构振动特性计算,结果表明汽车高速行驶时车窗结构受内外气流影响会产生微米级的振动.据此振动结果,运用边界元法（Boundary Element Method,BEM）模拟车内辐射声场分布、场点声压频率响应以及车窗板件声学贡献量,结果表明汽车开窗高速行驶时,风振噪声是汽车高速行驶时驾驶员耳旁噪声的主要来源,但在某些频率下车窗辐射声场会有明显的声学响应,其中后窗的辐射声压贡献量占主要部分,开启的侧窗声学贡献量要高于其他侧窗的声学贡献量.     

基于流固耦合的汽车空调多翼离心通风机气动声学特性分析

建立了一个简单几何模型,通过试验验证得出双向流固耦合计算比非耦合计算准确性更高的结论。以某汽车空调系统的多翼离心通风机为研究对象,分析了蜗壳流固耦合作用对通风机气动噪声的影响。利用CFX和ANSYS软件分别进行流场和结构计算。以MFX-ANSYS/CFX为数据耦合平台,采用双向同步求解的方法,对通风机内流场和蜗壳结构响应进行联合求解,并将耦合计算结果与非耦合计算结果进行对比。结果表明,流固耦合作用使得流场压力脉动增强;在考虑流固耦合作用影响后,离心通风机叶轮出口处及蜗壳气道内表面的声功率级明显增大,通风机出口处的气动噪声值增大了5.24dB。     

基于改进LRN k-ε模型的汽车气动特性研究

针对由Jones和Launder提出的LRN（低雷诺数）k-ε湍流模型对转捩预测不足等问题,引入全应力限制（TSL）方法及流线曲率因子以改进湍动能耗散率及湍流黏性系数,最终获得了一种改进的低雷诺数湍流模型,并将其应用于汽车外部流场计算仿真中,利用ISIS-CFD求解器实现计算。将计算结果与其他常用于汽车外部流场仿真的湍流模型以及风洞试验得到的结果进行了对比分析,结果表明,在同等计算条件下改进LRN k-ε湍流模型能更加准确且高效地模拟车身表面的气流分离以及尾部流场。     

流固耦合作用对汽车侧窗气动噪声的影响

气动噪声是高速行驶下汽车的主要噪声源,在组成气动噪声的三部分声源中,偶极子声源占主导地位,而偶极子声源又取决于车身表面脉动压力。应用双向流固耦合方法对汽车的表面脉动压力进行数值计算,利用CFX软件进行流场计算,ANSYS软件进行结构计算,以MFX-ANSYS/CFX为数据耦合平台,采用双向同步求解的方法,对流场和侧窗结构响应进行联合求解,并将耦合前后的计算结果与风洞试验进行对比。结果表明,流固耦合作用使得流场压力脉动增强,且车速越高,流固耦合作用对气动噪声的影响越大;与非耦合数值计算相比,耦合计算结果更接近试验值,具有更高的准确性。