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汽车风噪声仿真及分析方法研究

2023-08-07 21:28:51·  来源：汽车测试网  
　

汽车内部的风噪声是一种常见的噪音震动现象，需要通过系统仿真方法进行预测和分析。与来自发动机或路面输入的其他噪音不同，风噪声有两种不同类型的来源，即对流和声学来源。对于合成车内声压级(SPL)，必须考虑车身对这两种来源的敏感性，而对于对流输入的敏感性尚未完全理解和确定。本文提出了一种新的分析风噪声的方法，该方法不受噪声源固有特性的限制，建立了一个新的传输模型，定量合成车内噪声并高精度地分析噪声源和/或车身灵敏度。


引言

随着汽车工业的快速发展，对车内噪声的研究和控制变得越来越重要。汽车风噪声作为其中一个主要噪音来源之一，对乘员的舒适性和驾驶体验产生显著影响。然而，由于风噪声的特殊性质，特别是其对流和声学来源的复杂性，导致了预测和分析的挑战。本文旨在提出一种新的分析风噪声的方法，克服传统方法的局限性，实现对风噪声的精确仿真和预测。


风噪声的特性与来源

风噪声是由于汽车在高速行驶时，车辆表面与气流相互作用产生的噪音震动现象。其来源包括对流和声学两个方面。对流来源是由于气流在车辆表面的流动引起的气动力，通常称为声压。而声学来源是由于气流流经车辆空间产生的水动力，通常称为水动压。因此，在合成车内声压级(SPL)时，必须考虑车身对这两种来源的敏感性，这也是当前研究中的难点之一。


传统方法的局限性

目前，计算机辅助工程（CAE）在确定车身对风噪声敏感性方面已经有了一定的应用，但仍然存在一些局限性。首先，风噪声的高频特性限制了CAE方法在分析噪声源和车身灵敏度时的有效应用。特别是对于高频噪声，例如从侧窗玻璃传递到乘员耳朵的情况，传统方法很难精确预测。其次，传统方法在考虑对流和声学来源时，需要依赖噪声传递函数(NTFs)，而对于对流输入的敏感性尚未得到很好的理解和确定。


新的分析方法

本文提出了一种新的分析风噪声的方法，克服了传统方法的局限性。该方法将噪声源简化为撞击车身表面的“力”，而不考虑噪声源的类型和用于车身对力的灵敏度的噪声传递函数(NTFs)。通过建立一个新的传输模型，实现了对风噪声的精确仿真和预测。该模型能够定量合成车内噪声，同时高精度地分析噪声源和/或车身灵敏度。


实验与结果

为验证新方法的有效性，进行了一系列实验，并与传统方法进行对比。实验结果表明，新方法在高频噪声分析方面具有明显优势，并能更准确地预测风噪声在车内的传递路径和分布情况。同时，该方法能够准确捕捉对流输入对车身噪声敏感性的影响，为汽车风噪声控制提供了新的思路和途径。


应用与展望

新的分析方法为汽车风噪声的预测和控制提供了一种新的技术手段。未来可以进一步拓展该方法的应用范围，结合先进的计算技术和实验手段，实现更加精确和高效的汽车噪声控制。同时，对于风噪声的研究还可以结合车辆空气动力学和声学特性，进一步深化对风噪声机理的认识，为汽车内部噪声控制提供更加全面和系统的解决方案。


结论

本文提出了一种新的分析风噪声的方法，通过建立新的传输模型，定量合成车内噪声并高精度地分析噪声源和/或车身灵敏度。实验结果表明，该方法在高频噪声分析和对流输入敏感性方面表现优异。该方法为汽车风噪声的研究和控制提供了新的途径，有望在未来的汽车设计和制造中发挥重要作用。

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