基于actran某车型后视镜风噪声计算

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1、基于Actran某车型后视镜风噪声计算摘要：随着汽车发动机与轮胎路面噪声控制方法的研究与应用，汽车风噪声对车内声环境的影响越来越显著.风噪声对车内的作用分为声壁面脉动压力、湍流壁面脉动压力2种机理•选择一款车型，采用通用CFD软件与Actran相结合的方法，对其车内风噪声影响进行计算，并在后处理中分析2种机理导致的声源对车内驾驶员人耳处的噪声贡献率.关键词：风噪声；声壁面脉动压力;湍流壁面脉动压力；Actran中图分类号：U463.856文献标志码：B0引言随着人们对驾驶性能和舒适性能要求的提高，降

2、低车体振动和车内噪声成为汽车整车厂面临的重大课题之一•在车辆众多的噪声源中，发动机及进排气系统产生的噪声已被采购商严格控制在一定范围内，而由外部噪声源产生的噪声逐渐被性能优良的各类内饰材料所吸收和隔断•在汽车各类部件中，车窗玻璃是少数不能添加内饰材料的部件•由于其特有的薄壳结构，容易激发振动，从而往车内辐射噪声；同时,后视镜结构和在汽车中所处的特殊位置，其尾涡区域易产生气动噪声源，引起车窗振动，进而往车舱辐射噪声.国外已有许多学者开展这方面的研究.SOVANI等［1］和HENDRIANA等［2］利用

3、有限元体积法的FLUENT对汽车外流场及侧窗风振进行大量研究；AN等［3］对侧窗风振进行更为细致的研究，探讨前窗和后窗分别打开时的风噪声大小.由于后视镜产生气动噪声的复杂性，汽车厂商常利用风洞试验的方法进行评估，戴勒姆-克莱斯勒公司［4-5］首先通过风洞试验评估数值模拟的准确性，大众公司、丰田公司等汽车厂商也从试验和仿真相结合的角度，研究后视镜产生的气动噪声.国内主要从数值模拟的角度来研究，多数基于LES与FW-H方程相结合［6-9］,预测后视镜气动噪声.杨万里等［10］对风噪声产生机理进行详细理论

4、推导；王志亮等［11］对风噪声通过各部件往车内传播进行系统阐述；谷正气等对汽车风阵噪声的CFD仿真研究现状进行阐述［12］；李启良采用数值模拟和风洞试验相结合的方法，对后视镜的非定常流动和气动噪声进行深入研究.本文首先研究高速行驶时，汽车后视镜引起车窗振动产生噪声机理，把后视镜形成气动噪声分为2类；然后采用CFD软件与计算声学软件相结合的方法，分别仿真这2种气动噪声源，并分别计算由2种声源引起车窗的振动情况，并以车内驾驶员人耳处声压级大小，评价2种噪声源贡献量大小.1汽车后视镜风噪声背景1.1汽车后

5、视镜风噪声产生机理当空气环绕'‘钝头体”流动时，在下游形成一个明显的尾涡，尾涡由一个剪切层与外部的流动区分开，同时形成一种称为卡门涡街的流动形式，见图1•图1(a)为边缘尖锐的物体，可见剪切层从棱角开始；图1(b)为卵形物体，剪切层出现在上游表面分离点A点和B点，形成自由剪切层.这些分离点的定位依赖很多因素，如圆柱体粗糙度气流中的湍流和雷诺数等.1.2风噪声计算方法采用CFD软件和计算声学软件Actran混合求解的方法,分别研究2种噪声源的声传播，并通过车舱内驾驶员人耳处的响应，评价2种声源大小，具

6、体解题思路为(1)对侧窗和后视镜附近流体域进行不可压缩流非稳态的CFD计算•其中，TWPF需要提取侧窗表面的壁面脉动压力(面声源)，而AWPF需要提取包括压力、流速和密度等的流场(作为体声源).(2)在Actran中进行ICFD计算，提取声源.首先，将时域内的流场信息用声类比的方式转化为时域内的声源信息，然后，通过傅里叶变换功能将时域内的声源转化为频域内声源.(3)进行Actran气动噪声计算.将TWPF计算得到的声压和AWPF计算得到的体声源分别加载到声学网格上，即基于ICFD提取的声源进行频域内

7、声学响应分析求解.(4)在ActranVI中查看计算结果，包括查看频谱云图、频谱曲线和瀑布图等.2计算某车型车身流场2.1流场计算模型处理基于CFD软件和Actran混合求解后视镜风噪声.选取宝马Z4车型，研究汽车后视镜引起的风噪声，并根据该车型实际情况提出有建设性的优化方案•本文章所选车型CAD模型见图4.在对汽车风噪声进行研究时，首先进行CFD计算，CFD模型建立规则为(1)计算域的范围•为节省计算资源和计算时间，取半车模计算，建立立方体流场网格区域，入口距车前端3倍车长，出口距车后端7倍车长，

8、总高度大于5倍车高，总宽度为7倍车宽.(2)网格形状要求.非结构化四面体与三棱柱的混合方案，应用完全四面体单元不能真实反映边界层附近的分离流动，故在边界层附近生成若干三棱柱单元，计算精度大大改善.(3)网格尺寸要求•解析能量的大小需要在近壁区非常细的网格，在流动方向和翼展方向也需要也是如此.为能精确捕捉近壁能量，要求y+详细介绍风噪声产生机理和分类，同时利用Actran气动噪声分别计算2种噪声源对车内噪声的贡献量，得知风噪声贡献率中，AWPF大于TWPF；详细介绍CF