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某混合动力轿车外流场气动噪声特性研究
| 论文题名： | 某混合动力轿车外流场气动噪声特性研究 |
| 关键词： | 混合动力轿车;气动噪声;车内声场;分离涡模拟;阻性材料 |
| 摘要： | 随着汽车技术的不断发展，人们对于乘坐舒适性的要求也越来越高。本文以某混合动力轿车为研究对象，通过数值仿真方法结合实车道路试验研究了其外流场气动噪声特性，以及气动噪声对车内声场的影响。具体研究方法和创新点如下。 利用CATIA软件的逆向建模功能建立了该车的车身模型和內声腔模型，利用GAMBIT软件和HYPERMESH软件对模型进行了几何清理、网格划分和流场边界条件设置。在CFD软件FLUENT中求解了三种不同车速下的流场结果，得到了车身表面的动压云图、湍流动能等值线图。在求解瞬态流场时综合对比了几种常用湍流模型的优缺点，采用了一种新型的湍流模型—分离涡模拟，得到了车身表面的脉动压力分布情况，为进行声场仿真奠定了基础。 本文的最大创新点在于在求解声场时采用了虚拟激励法。首先求解车身结构模态和内声腔声学模态，将车身表面的脉动压力视为随机载荷，并将其分解为虚功率谱密度，采用VIRTUAL.LAB软件中的随机声学模块进行求解，将流场数据映射到车身结构网格上，利用声振耦合原理结合有限元方法得到了驾驶员双耳及后排乘客双耳处的声压响应。为验证仿真方法的正确性，参考国标GB/T18697-2002《声学汽车车内噪声测量方法》对汽车气动噪声进行了实车道路试验。试验得到的声压级曲线与仿真结果大致吻合，讨论了可能导致二者误差的原因。最后在车内添加了多孔吸声材料考察其吸声降噪效果。 最终得到相关结论如下： （1）分离涡模拟非常适合求解分离流动现象，较好地捕捉到了后视镜以及汽车尾部的湍流情况； （2）脉动压力频谱是宽频谱，能量主要集中在中低频，是产生气动噪声的根本原因。 （3）气动噪声频谱在某特征频率处达到峰值，随后开始下降，峰值频率随着车速的提高向高频移动。 （4）驾驶员左右耳的声压级有所差别，由于左耳靠近车窗，受湍流影响较大，故声压级也较大；后排乘客靠近车尾部的复杂湍流场，且车尾部的辐射面积较大，故声压级大于前排驾驶员人耳处。 （5）由于多孔吸声材料属于阻性材料，可以使车内声压级平均降低5dB左右，其在高频段的吸声效果明显好于低频段。 |
| 作者： | 朱远征 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 左言言 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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