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汽车侧镜基座气动噪声优化
摘 要
噪音污染容易引起耳聋和精神崩溃，而在城市中，汽车是主要的噪声来源。本文通过优化侧后视镜底座（臂）的方向降低车辆的噪音。为了研究底座的最佳角度，本文将侧后视镜与底座之间的连接设置为垂直旋转轴，并采用Scale Adaptive Simulation (SAS)模型和Ffowcs-Williams、Hawkings声学模型进行仿真。结果表明，后视镜底座的最佳角度是相对于水平轴85°，因为它产生的噪音较小、气动力性能相对最佳；改变镜面底座方向的差异导致声压级差异高达32 dB。
01 前 言
对于汽车设计人员来说，每个汽车部件都至关重要，将汽车的每个部件都设计一个最佳位置，能很大程度上减小噪声、提高汽车空气动力性能。如图1所示，大部分针对噪声的研究都集中在侧后视镜（绿色区域），而忽略了侧后视镜的底座（红色区域）的干扰。即使有部分研究分析了改变底座方向的影响，但尚未确定后视镜底座放置的最佳角度。
图1 车辆后视镜(绿色)和后视镜底座(红色)的等距视图
02 后视镜基座设计
在预处理阶段，必须创建一个允许对所有研究案例进行公平比较的设计。为了确保角度之间的公平比较，所研究的每个角度的投影面积必须相同，否则，阻力系数将发生变化，从而产生不希望看到的变量。为了将底座固定在不同的角度，车辆的侧面可以设计成圆的四分之一，这种设计消除了后视镜和a柱的干扰。
设计包括半径为0.2 m的四分之一圆和镜面角上的半圆，用于引导基面，半径为0.05 m。图2为所研究案例的等距视图，以90◦角度为例。图3说明了本文中使用的旋转尺寸和参考轴。只有后视镜和底座被建模，并放置在车辆的身体上，以代表实际情况。
本研究研究了不同基座角度的26个案例，并获取其气动声学和空气动力值。变化的角度范围从0到90°，从11.25°阶跃开始分析结果，当声学或空气动力学结果发生较大变化时，使用较小的1.25°阶跃来获得更精确的数据。
图2 所研究案例的等距视图
图3 旋转尺寸和参考轴
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