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CAERI風(fēng)洞丨中國汽研湍流發(fā)生器（CAERI TUG）試驗應(yīng)用
當(dāng)前汽車空氣動力學(xué)研究主要在穩(wěn)態(tài)來流情況下進行，這與實際道路情況差別較大。開發(fā)環(huán)境的不一致將會導(dǎo)致開發(fā)結(jié)果的準(zhǔn)確性和開發(fā)方案實際應(yīng)用的有效性出現(xiàn)差異，這是車輛實際行駛時空氣動力學(xué)性能不及開發(fā)預(yù)期而導(dǎo)致消費者產(chǎn)生里程焦慮、風(fēng)噪聲投訴抱怨的重要原因之一。
近年來，圍繞風(fēng)洞開發(fā)與道路行駛環(huán)境一致性問題，中國汽研風(fēng)洞中心開展了系列非穩(wěn)態(tài)空氣動力學(xué)研究工作，開發(fā)了真實道路來流參數(shù)采集測量系統(tǒng)，研制了整車風(fēng)洞湍流發(fā)生器裝置，具備真實道路來流環(huán)境風(fēng)譜采集分析及風(fēng)洞非穩(wěn)態(tài)測試評價技術(shù)能力。
案例一 風(fēng)洞非穩(wěn)態(tài)風(fēng)噪試驗
基于CAERI TUG裝置，廣汽研究院聯(lián)合中國汽研完成了整車風(fēng)洞非穩(wěn)態(tài)風(fēng)噪試驗，考察了風(fēng)洞高湍流強度來流環(huán)境下，試驗車輛車內(nèi)風(fēng)噪響應(yīng)及造型方案貢獻量差異。結(jié)果表明TUG裝置產(chǎn)生非穩(wěn)態(tài)來流，造成的車內(nèi)噪聲與實際道路陣風(fēng)聽感類似，基于TUG設(shè)備可以進行更加全面的風(fēng)噪性能開發(fā)。
隨著來流湍流度增加，車內(nèi)風(fēng)噪時頻域彩圖明顯可看到寬頻帶噪聲幅值波動，且主觀聽感變化明顯。
圖 不同湍流強度來流環(huán)境下，某試驗車車內(nèi)風(fēng)噪結(jié)果比較
相對于穩(wěn)態(tài)風(fēng)噪試驗，非穩(wěn)態(tài)風(fēng)噪試驗部分造型方案貢獻量結(jié)果存在差異，試驗車輛后視鏡擾流條方案在高湍流強度來流環(huán)境下，優(yōu)化效果顯著。綜合考慮穩(wěn)態(tài)及非穩(wěn)態(tài)響應(yīng)，能夠得到更全面的風(fēng)噪評價。
圖 穩(wěn)態(tài)和非穩(wěn)態(tài)來流環(huán)境下，某車輛后視鏡
擾流條方案對車內(nèi)風(fēng)噪影響結(jié)果比較
案例二 風(fēng)洞非穩(wěn)態(tài)氣動試驗
汽車行駛中遭遇復(fù)雜行車工況，受外部環(huán)境的影響，其氣動性能將會發(fā)生改變，導(dǎo)致車輛穩(wěn)定性、平順性明顯降低，嚴(yán)重將會使得車輛偏離正確行駛路線，造成交通事故。基于CAERI TUG裝置，中國汽研完成了整車風(fēng)洞非穩(wěn)態(tài)氣動試驗，考察了風(fēng)洞內(nèi)來流偏角快速變化環(huán)境下，試驗車輛氣動力響應(yīng)的變化。
在瞬時脈動橫風(fēng)激勵下，試驗車輛瞬時氣動六分力響應(yīng)呈現(xiàn)顯著變化，其中側(cè)向力、升力、側(cè)傾力矩以及橫擺力矩變化尤為強烈，將嚴(yán)重影響車輛的操縱穩(wěn)定性和行駛平順性。
圖 湍流發(fā)生器裝置翼型角度隨時間變化曲線
圖 某試驗車瞬時氣動六分力隨時間變化曲線
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