汽车风噪声解决方案.pdf

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1、汽车风噪声解决方案及其应用报告人：张吉健北京海基嘉盛科技有限公司2015年8月18日手机：18518315092，邮箱：zhangjj@hikeytech.com报告内容风噪声研究背景风噪仿真解决方案风噪仿真分析案例海基声学事业部简介汽车噪声源分析风噪声源分析结构声源气动声源风噪声控制的趋势——FromJ.D.Power风噪声改善方法•车身气动性能优化–A柱–后视镜1.如何认识风噪声与车身–隐藏式雨刮外形的关系？–隐藏式天线–……•车身隔声性能优化–车门、车窗密封系统–风挡、侧窗玻璃增厚2.如何预测车内声学响应–车身

2、密封以优化车身隔声性能？–……报告内容风噪声研究背景风噪仿真解决方案风噪仿真案例海基声学事业部简介计算气动声学（CAA）•有许多策略解决CAA问题–直接计算–混合方法–半经验模型•在CAA中，主要挑战是CFD–精确求解Navier-Stokes方程–空间和时间分辨率限制在可接受的成本气动声学的难点•非定常特性，气动噪声是流场非定常运动所引起的，又以声波的形式向远方传播；•气动噪声的频率范围非常宽，可听声的频率范围大约为：20~20000Hz，人耳最敏感的频率是1000~5000Hz；•流场尺度相差极大，相对于传统的动

3、力学量，气动噪声的相关物理量非常小，相差3个量级以上；•声场范围比CFD计算的流场范围大很多。Lighthill/Möhring声类比•Lighthill声类比–线性声场，流场与声场没有耦合–低马赫数(Ma<0.2)–高雷诺数–均匀介质声传播•Möhring声类比–非线性声场，对流影响声场–较强平均流动–高雷诺数–非均匀介质声传播气动声学分析方法比较方法1方法2方法3方法4特点与不足直接方法混合方法混合方法湍流模型CAA（Actran）（FW-H、BEM）（半经验方法）计算资源最多一般一般最少反射效应√√××声透射结

4、构×√××声波对流体的√×××作用求解类型瞬态瞬态瞬态稳态精确性好好好有限制Actran可进行流动-振动声学一体化分析！TheActransoftwaresuiteActranforNASTRANActranDGMActranVibro-AcousticsActranAero-AcousticsActranTMActranAcousticsVIActran推荐方案•基于Actran的混合求解方法–第一步：CFD定常分析•提供车身外形修改建议，改善气动性能–第二步：“CFD非定常+Actran”混合求解•车身噪声分布•

5、不同部位声源贡献量•车身隔声性能研究Actran/AA计算步骤CFD软件基本变量湍流CFD模拟压强,速度,密度,……iCFD-将CFD基本量转换为声源-将声源用积分法插值入声学网格-执行傅里叶转换从CFD结果到声学结果...ActranActran/VI计算iCFD得到声源的传播-导出预设场点的声场云图和声Actran结果的后处理压值基于Actran混合求解技术的四大优势•优势一：CFD程序的普适性–Star-CD–Star-CCM+–Fluent–PowerFlow–Openfoam–……以上CFD软件都有和Act

6、ran联合仿真预测汽车风噪声的成功案例！基于Actran混合求解技术的四大优势•优势二：气动/振动声学的一体化求解车窗脉动压力分布车窗振动响应与乘客舱声场分布Actran提供结构求解器，模型包含气动声源，同时包含车身结构物理模型！基于Actran混合求解技术的四大优势•优势三：体声源提取方式-不同部位声贡献量评价基于Actran混合求解技术的四大优势•优势四：国际汽车企业的成功实践，风噪声开发标准分析流程–案例1：标致汽车(2005-2010TWPF)–案例2：雷诺汽车(2008-2012AWPF“扩散声场”+TWP

7、F)–案例3：戴姆勒汽车（2012AWPF“体声源”校验）–案例4：大众汽车(2012AWPF“体声源”+TWPF)–案例5：本田汽车(2012AWPF“体声源”+TWPF)–案例6：现代汽车（2014TWPF）风噪声作用机理•车身外部湍流将产生两种形式的声源，真实的噪声应是两者之和：一、湍流自身可以看做体声源(AWPF)：1.后视镜尾涡区域形成的涡旋是噪声源；2.噪声传播的过程中，在侧窗表面发生反射1a；3.部分噪声透过侧窗，传递到车内1b。1a1bTurbulencesintoOpenFOAMActranAero

8、-AcousticsActranVibroAcoustics侧视镜下游的涡结构产生湍流湍流噪声的传播与反射噪声通过车窗传递入车内侧视镜产生的噪声•车身外部湍流将产生两种形式的声源，真实的噪声应是两者之和：二、湍流同时在侧窗表面形成脉动压力，湍流壁面脉动压力（TWPF）激发侧窗产生振动。IncompressiblePressurefluctuat