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.     

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。