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底盘风噪声传输机制研究：基于计算流体动力学与振动声学分析

2023-07-24 19:46:23·  来源：汽车测试网  
　

底盘风噪声是汽车内部噪声的重要来源之一，对驾乘者的舒适性和驾驶体验产生影响。本文通过两个步骤，即计算流体动力学（CFD）模拟外表面和地板板块上的底盘风噪声引起的压力涨落，并以CFD计算结果为负载输入，分析其振动声学传输到车厢内部的机制。通过对三种可能传输路径的分析，揭示底盘风噪声在车辆结构振动和声波辐射传播中的关键影响因素，为进一步噪声控制和车辆设计提供有益的技术支持。


引言

底盘风噪声是汽车行驶过程中产生的噪声之一，其传输机制复杂且影响因素众多。本文旨在通过CFD模拟和振动声学分析，系统地探究底盘风噪声在车辆内部的传输机制，为噪声控制和车辆设计提供技术支持。


计算流体动力学（CFD）模拟

在本研究的第一步中，我们采用CFD模拟方法，对外表面和地板板块上底盘风噪声引起的压力涨落进行模拟。通过建立三维流体模型和采用计算网格，我们可以模拟车辆在不同车速下行驶时的风场分布，从而获得外表面和地板板块上的压力分布。


2.1 外表面压力涨落模拟

首先，我们对车辆外表面进行CFD模拟，模拟车辆行驶过程中空气在外表面的流动情况。通过模拟风速和车速不同条件下的流动特性，我们得到了外表面上的压力涨落分布。这些压力涨落将作为振动声学传输分析的输入。


2.2 地板板块压力涨落模拟

类似地，我们对车辆底部地板板块进行CFD模拟，模拟风噪声引起的压力涨落。在这一步骤中，我们考虑了车轮与地面的相互作用，以及车辆行驶过程中底盘空间的复杂流动情况。


振动声学传输分析

在第二步中，我们利用CFD计算结果作为负载输入，分析底盘风噪声的振动声学传输到车厢内部的机制。我们假设外表面和地板板块在CFD中是没有振动的刚体，而在振动声学分析中以表面压力涨落输入作为弹性振动。

3.1 传输路径1：车辆结构振动传递

在传输路径1中，外表面的流体压力涨落经由车辆结构的振动传递，并最终到达地板板块，再通过车厢结构传输进入车厢。在这一路径中，车辆结构的振动特性起到关键作用，因此车辆的结构设计和材料选择对噪声传输具有重要影响。


3.2 传输路径2：声波辐射传播

在传输路径2中，由于外表面的压力涨落引起的声波辐射将传播到底盘空间，并最终传至地板板块进入车厢。在这一路径中，声波的传播特性和底盘空间的几何形状对噪声的传输起到关键作用。


3.3 传输路径3：流场压力直接传至地板板块

在传输路径3中，流场引起的压力涨落直接传至地板板块，并进入车厢。这一路径中，底盘空间的流动特性和地板板块的振动响应是影响噪声传输的重要因素。


结论

通过以上两个步骤的分析，我们深入探究了底盘风噪声在车辆内部传输的机制。外表面和地板板块的流体压力涨落经车辆结构振动传递或声波辐射传播，最终进入车厢。在底盘风噪声控制和车辆设计中，需要重点关注车辆结构的振动特性、底盘空间的流动特性以及车厢结构的隔声性能。此外，合理的材料选择和结构优化也有助于降低底盘风噪声的传输。本研究为汽车噪声控制提供了有益的技术支持，有助于提升车辆的内部噪声环境和驾乘体验。

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