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汽車風(fēng)振噪聲機(jī)理及研究（二）
2019-03-06 17:28:25· 來源：AutoAero 作者：關(guān)青青
風(fēng)振噪聲是在汽車行駛過程中，由于汽車側(cè)窗或者天窗打開而產(chǎn)生的噪聲，是一種頻率低（20Hz左右）但強(qiáng)度很高（100dB）的氣動噪聲。早期研究：依賴風(fēng)洞試驗或者實
風(fēng)振噪聲是在汽車行駛過程中，由于汽車側(cè)窗或者天窗打開而產(chǎn)生的噪聲，是一種頻率低（20Hz左右）但強(qiáng)度很高（100dB）的氣動噪聲。
早期研究：
- 依賴風(fēng)洞試驗或者實體道路經(jīng)驗。
- 工程師需要等設(shè)計階段原型出來后進(jìn)行測試
- 風(fēng)振噪聲可以用聲級計測出，但引起噪聲的壓力波難以測量，因此很難知道汽車哪部分影響了風(fēng)振噪聲，如何減小更難
- 唯一方法：修改原型，并測試修改后對風(fēng)振噪聲的影響，然后再修改再測試，如此反復(fù)，過程昂貴且耗時，效果并不理想。
CFD仿真：
快速評估不同設(shè)計更改的影響，能輕易得到汽車周圍任一點的壓力、流速及其他變量，提供詳細(xì)參數(shù)指導(dǎo)設(shè)計
本篇推送主要通過實車風(fēng)振噪聲的CFD仿真，
來介紹風(fēng)振噪聲的產(chǎn)生機(jī)理及改善措施。
CFD仿真流程實例
不影響計算精度的話，可對車身進(jìn)行簡化處理，比如省略車燈、門把手、天線等。
一般情況下,計算域的寬度為所研究模型的7倍寬(左右各3個車寬),高度為所研究模型的5倍高,長度為所研究模型的11倍車長(前面一般3個車長,后面7個車長)
整個域內(nèi)網(wǎng)格分為三層，靠近車體網(wǎng)格較密，遠(yuǎn)離車體的較稀，并在汽車表面敏感區(qū)域（壁面附近、尾流區(qū)、外型曲率大的表面處）進(jìn)行了加密。
求解器及邊界條件的設(shè)置
聲學(xué)后處理
天窗部分一個周期內(nèi)渦的變化情況如圖
由上圖可歸納出天窗風(fēng)振噪聲產(chǎn)生的機(jī)理：開口前緣存在不穩(wěn)定剪切層，渦旋在此脫落并隨氣流一起向后流動，當(dāng)他們撞擊到開口后緣時，渦旋破碎，產(chǎn)生向四面?zhèn)鞑サ膲毫Σ?，其中傳向行駛方向的壓力波到達(dá)開口前緣，將再次引發(fā)渦旋脫落，不斷循環(huán)，產(chǎn)生風(fēng)振噪聲。
天窗風(fēng)振噪聲控制方法
（1）主動控制：
控制渦的周期性脫落或控制后緣壓力波回彈
（2）被動控制
①天窗前安裝導(dǎo)流板
a.導(dǎo)流板的安裝角度：
不同安裝角度影響周期性渦脫落的運動軌跡，渦脫落軌跡決定了渦撞擊天窗后沿的角度，從而引起車內(nèi)脈動壓力的不同
b.導(dǎo)流板的高度
c.導(dǎo)流板開凹槽：
破壞周期性脫落的渦
左前窗開啟時壓力云圖
圖7.12可以清晰的看到后視鏡的尾渦
圖7.13可以看出A柱后渦流的產(chǎn)生以及發(fā)展
分析可知A柱渦的脫落以及后視鏡的尾渦對前側(cè)窗開啟時的風(fēng)振噪聲有重要影響
左后窗開啟時壓力云圖
從圖中可以看出B柱后交替出現(xiàn)的高低壓揭示了剪切層的運動以及渦的脫落，剪切層撞擊到B柱上，產(chǎn)生噪聲并傳入車內(nèi)。
側(cè)窗開度的研究
可研究側(cè)窗的開度，來研究側(cè)窗的開度與風(fēng)振噪聲的相關(guān)規(guī)律
同時側(cè)窗的開啟位置、數(shù)目等也與風(fēng)振噪聲相關(guān)
A柱、B柱及后視鏡的優(yōu)化也對風(fēng)振噪聲有影響
后側(cè)窗風(fēng)振噪聲控制方法
以上內(nèi)容均來自于參考文獻(xiàn)，可作進(jìn)一步研究。
文章選自：
汪怡平. 汽車風(fēng)窗噪聲及風(fēng)振噪聲的機(jī)理及控制方法研究[D].湖南大學(xué), 2011.
董光平. 汽車風(fēng)振噪聲機(jī)理及控制研究[D]. 湖南大學(xué), 2012.
谷正氣, 肖朕毅, 莫志姣. 汽車風(fēng)振噪聲的CFD仿真研究現(xiàn)狀[J]. 噪聲與振動控制, 2007, 27(4):65-68.
編者：關(guān)青青
評論潤色：張英朝
如有意相關(guān)技術(shù)合作，請聯(lián)系張英朝教授，發(fā)郵件至：yingchao@jlu.edu.cn！
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