基于声学有限元法的汽车风噪声仿真方法研究.pdf

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1、10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.20.026基于声学有限元法的汽车风噪声仿真方法研究许志宝，汪东斌，李忠禹，徐寅生（安徽江淮汽车集团股份有限公司，安徽合肥230601）摘要：基于声学有限元计算方法，借助CFD软件进行了某SUV车型外流场模拟，将外流场分析数据导入LMSVirtual.LabAcoustic声学有限元模块进行气动噪声车内声场的响应研究。通过流场与声场的耦合求解，完成车内监测点的声压频谱计算，并与试验数据进行对比发现，该仿真方法精度高，工程应用潜力大。关键词：气动噪声；声学有限元方法中图分类号：U467.1文献标识码：A文章编号：

2、1671-7988(2017)20-77-03MethodStudyofAutomotiveWindNoiseSimulationBasedontheAcousticFEMXuZhibao,WangDongbin,LiZhongyu,XuYinsheng(Anhuijianghuaiautomobilegroupco.,LTD.,AnhuiHefei230601)Abstract:Baseontheacousticfiniteelementcalculationmethod,andmakeuseofCFDsoftwaretosimulateoneSUVexternalfl

3、owfield,thenimporttheexternalflowfielddataintotheLMSVirtual.LabAcousticFEMmoduleandstudytheaero-acousticofinternalsoundfieldresponse.Bymeansofthecouplingsolvingofflowfieldandsoundfield,completethecalculationofsoundpressurespectrumofinternalmonitoringpoints.Comparingwiththetestingdata,itis

4、foundthatthissimulationmethodhashighaccuracy,andhasgreatengineeringapplicationpotential.Keywords:Aero-acoustic;AcousticfiniteelementmethodCLCNO.:U467.1DocumentCode:AArticleID:1671-7988(2017)20-77-03在研SUV车型气动噪声风洞试验数据为基础，通过进行车外引言流场相关性对比、车内声场相关性对比，对基于声学有限元法的汽车风噪仿真方法进行校验，以期证明该方法能够应用有限元理论经过几十年

5、的发展，已在工业领域得到广泛于车辆气动噪声性能开发。的应用。而长期以来，受硬件资源限制及超大计算量的影响，声学问题，尤其高频声学问题，往往无法应用有限元方法进1流场模型搭建行开展。近些年，随着硬件计算资源的丰富，应用有限元方法进行大规模声学问题解算，已经初步具备条件。在前处理软件Ansa中对该SUV车型整车数模进行几何清汽车气动噪声是由于车辆在高速行驶中，车辆对气流扰理，并完成面网格划分。之后网格文件导入流体通用分析软动产生的压力脉动产生，因此进行汽车瞬态流场仿真，获取件STAR-CCM+中，创建一适当大风洞，其表面进行三角化网车外的压力波动可以对车辆风噪声性能进行初步评

6、估。进行格处理，各部分网格均体现车型的设计状态。在最为关注的表面压力与试验的验证分析，可以对瞬态流场仿真结果进行A柱、前风挡玻璃密封条、后视镜、驾驶员侧的侧窗玻璃及评价，是进行车内声场仿真准确性最初步的判定。本文以某玻璃水切和密封胶条均保留详细几何，所有缝隙保留至少一个单元的深度，网格进行细化。作者简介：许志宝，就职于安徽江淮汽车集团股份有限公司。78汽车实用技术2017年第20期对5个侧窗外表面麦克风测点进行了对比。由上述图线发现，在400Hz到20000Hz频率上声压级的分布可知，目标频域范围内，仿真与试验结果比较接近。在400Hz-20000Hz区间内的总声压级偏差

7、均在5dB以内。通过侧窗表面麦克风位置仿真与试验的数据对比，可初图1仿真模型步判定，风噪分析过程中，外场数据的仿真准确性得到了验由于需要进行外部流场仿真精度的相关性对比，需要在证，也就是用于声场响应计算的边界条件是符合要求的。侧窗玻璃表面建立试验中表面麦克风模型，用以更加准确的扑捉侧窗表面信息。计算域生成Trimmer流体网格，计算域3声场模型搭建整体网格规模近一亿。进行车内风噪声计算，需要进行驾驶室声腔网格的准备。同时，连接外部流场与车内声场的，是侧窗玻璃等结构部件，因此同样需要进行侧窗玻璃模型的搭建。3.1侧窗玻璃结构网格