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汽车风振噪声机理及研究（二）
2019-03-06 17:28:25· 来源：AutoAero 作者：关青青
风振噪声是在汽车行驶过程中，由于汽车侧窗或者天窗打开而产生的噪声，是一种频率低（20Hz左右）但强度很高（100dB）的气动噪声。早期研究：依赖风洞试验或者实
风振噪声是在汽车行驶过程中，由于汽车侧窗或者天窗打开而产生的噪声，是一种频率低（20Hz左右）但强度很高（100dB）的气动噪声。
早期研究：
- 依赖风洞试验或者实体道路经验。
- 工程师需要等设计阶段原型出来后进行测试
- 风振噪声可以用声级计测出，但引起噪声的压力波难以测量，因此很难知道汽车哪部分影响了风振噪声，如何减小更难
- 唯一方法：修改原型，并测试修改后对风振噪声的影响，然后再修改再测试，如此反复，过程昂贵且耗时，效果并不理想。
CFD仿真：
快速评估不同设计更改的影响，能轻易得到汽车周围任一点的压力、流速及其他变量，提供详细参数指导设计
本篇推送主要通过实车风振噪声的CFD仿真，
来介绍风振噪声的产生机理及改善措施。
CFD仿真流程实例
不影响计算精度的话，可对车身进行简化处理，比如省略车灯、门把手、天线等。
一般情况下,计算域的宽度为所研究模型的7倍宽(左右各3个车宽),高度为所研究模型的5倍高,长度为所研究模型的11倍车长(前面一般3个车长,后面7个车长)
整个域内网格分为三层，靠近车体网格较密，远离车体的较稀，并在汽车表面敏感区域（壁面附近、尾流区、外型曲率大的表面处）进行了加密。
求解器及边界条件的设置
声学后处理
天窗部分一个周期内涡的变化情况如图
由上图可归纳出天窗风振噪声产生的机理：开口前缘存在不稳定剪切层，涡旋在此脱落并随气流一起向后流动，当他们撞击到开口后缘时，涡旋破碎，产生向四面传播的压力波，其中传向行驶方向的压力波到达开口前缘，将再次引发涡旋脱落，不断循环，产生风振噪声。
天窗风振噪声控制方法
（1）主动控制：
控制涡的周期性脱落或控制后缘压力波回弹
（2）被动控制
①天窗前安装导流板
a.导流板的安装角度：
不同安装角度影响周期性涡脱落的运动轨迹，涡脱落轨迹决定了涡撞击天窗后沿的角度，从而引起车内脉动压力的不同
b.导流板的高度
c.导流板开凹槽：
破坏周期性脱落的涡
左前窗开启时压力云图
图7.12可以清晰的看到后视镜的尾涡
图7.13可以看出A柱后涡流的产生以及发展
分析可知A柱涡的脱落以及后视镜的尾涡对前侧窗开启时的风振噪声有重要影响
左后窗开启时压力云图
从图中可以看出B柱后交替出现的高低压揭示了剪切层的运动以及涡的脱落，剪切层撞击到B柱上，产生噪声并传入车内。
侧窗开度的研究
可研究侧窗的开度，来研究侧窗的开度与风振噪声的相关规律
同时侧窗的开启位置、数目等也与风振噪声相关
A柱、B柱及后视镜的优化也对风振噪声有影响
后侧窗风振噪声控制方法
以上内容均来自于参考文献，可作进一步研究。
文章选自：
汪怡平. 汽车风窗噪声及风振噪声的机理及控制方法研究[D].湖南大学, 2011.
董光平. 汽车风振噪声机理及控制研究[D]. 湖南大学, 2012.
谷正气, 肖朕毅, 莫志姣. 汽车风振噪声的CFD仿真研究现状[J]. 噪声与振动控制, 2007, 27(4):65-68.
编者：关青青
评论润色：张英朝
如有意相关技术合作，请联系张英朝教授，发邮件至：yingchao@jlu.edu.cn！
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