高速车辆驾驶室内气流噪声预估分析

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车辆的内部噪声一直是影响乘坐舒适性的关键问题,而高速车辆引发的气流噪声是影响车内噪声的主要噪声源之一。随着对车辆其它噪声源的有效控制和行驶速度的不断提高,高速车辆的气流噪声越来越突出,已经成为主要噪声源之一。车内气流噪声严重影响了车辆乘坐的舒适性,因此必须进行研究和控制。   本文介绍了国内外气流噪声相关的研究状况及其取得的成果。在此基础上提出了研究的主要内容,阐述了气流噪声的相关理论和研究方法,并尝试对高速汽车车内噪声进行数值计算和分析。   汽车高速运动时,车外气流作用在车身表面的脉动压力是引起车内气流噪声的源,因此研究汽车周围流场及表面脉动压力是研究汽车气流噪声的基础。本文应用软件Fluent的大涡模拟方法,对汽车模型周围流场及表面脉动压力进行了数值模拟与分析,得到了汽车周围流场的特点和脉动压力的分布情况,经数据输出获得车辆表面脉动压力的数值解,通过快速傅立叶变换(FFT)转换到频域进行频谱分析。   在脉动压力频谱分析的基础上,将各个频率的脉动压力级叠加起来得到总的脉动压力级。结果表明,大涡模拟脉动压力分布趋势与试验结果较为吻合,计算结果基本满足工程需要,但计算精度有待于进一步提高。   在得到车外表面脉动压力之后,对车内气流噪声进行了分析。针对车内噪声的特点,选用间接边界元与结构有限元耦合求解的方法。计算在声—振分析软件SYSNOISE中进行。为了验证车内气流噪声的准确程度,进行了汽车模型风洞试验,得到了车内噪声声压。将车内噪声的计算值与试验结果对比发现两者存在一定误差。造成误差的原因主要有两方面:一方面是试验过程中其它噪声源的干扰,使测量值偏大;另一方面是计算时只考虑了左侧窗的压力,使计算值偏小。对侧窗不同单元进行了声学贡献量分析,得出不同频率下不同区域对场点声压的贡献。   由于车内气流噪声问题本身十分复杂,研究时间还很短,一些问题所涉及的基础学科及相关学科还处在研究和发展过程中,目前的研究工作还不足以达到实用的程度,还有很多问题尚待进一步研究。本文在研究程度上还仅仅是车内气流噪声预估的初步。
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