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原文传递高速行驶汽车气动噪声模拟研究

论文题名：	高速行驶汽车气动噪声模拟研究
关键词：	计算流体动力学;高速行驶汽车;气流特性;气动噪声;脉动压力
摘要：	汽车振动噪声问题(NVH)一直是各大汽车企业和研究机构重视的研究方向,近几年尤其突出。虽然我国高速公路网的建设,拉近了城市之间的距离,但是汽车在高速行驶条件下诱发的气动噪声问题突显了出来,并成为了影响高速行驶汽车车内噪声的主要噪声源。　　本文首先介绍了涉及气动噪声的理论基础和常用的研究方法,并对汽车气动噪声源进行了分类介绍。随后,在总结前人研究成果的基础上,提出本文研究的主要内容,其包含对三种车身模型的数值模拟: 　　 (1)缩尺模型风洞试验的模拟仿真; 　　 (2)全尺寸带后视镜模型风洞试验的模拟仿真; 　　 (3)改进后的全尺寸模型风洞试验的模拟仿真。最后,对全尺寸车室声腔模型内部某些场点处的声压级进行了计算。　　本文在FLUENT软件中,对车身模型进行模拟风洞试验,模拟车速为108km/h(30m/s)先进行稳态模拟,得出车身周围的流场特性,包括:车身表面压力值,湍流表现和气流流速特性等。并在车身表面设置监测点,通过大涡模拟(LES)的瞬态模拟方法得到各监测点位置的脉动压力时域图,通过快速傅里叶变换(FFT)将脉动压力级时域图转化为频域图,以便更直观地观察脉动压力的频谱特性。在脉动压力级频谱图上可以看出,脉动压力级是宽频谱,其能量主要集中在低频区,随着频率的增加而下降较快,在1500Hz以后的高频部分则能量衰减较慢。整个频谱图上,脉动压力级的衰减值可达50dB之多。　　对模型的改进是在CATIA软件中进行的。先在软件中建立原全尺寸的简化车型,然后依据汽车空气动力学中的气动外形知识,对原模型进行了一定的改进,改进内容包括:挡风玻璃、A柱、车头、车顶和车尾等。经过FLUENT仿真发现,改进后车身的气动特性得到了明显的改善,而且车身表面远场辐射噪声降低较多。　　计算车内场点处的声压级是在SYSNOISE软件中进行的。这部分主要进行由左侧窗表面脉动压力引起的,车内主、副驾驶员耳旁位置的声压级的计算。采用了声一固耦合方法,并结合压力一声传递函数进行计算。只在左侧窗脉动压力激励下,副驾驶员耳旁位置的声压级比主驾驶员耳旁位置声压级略微大1dB(A)左右。在左侧窗装有后视镜的情况下,车内这两个场点处的声压级要比之前的值都增加约15dB(A)之多。　　汽车车身表面凹凸物及棱角极大地影响着车身周围流场特性,如后视镜、A柱棱角和挡风玻璃上部棱角等。高速气流流经这些部分,气流流速增加,出现涡流结构,同时气流出现较大的分离区,导致以较大的气流再附着于车身表面和车窗玻璃。这样的气流特性引起的气流噪声,不仅透过车窗玻璃而直接影响到车内噪声,而且还影响着远场辐射噪声。
作者：	沈钰贵
专业：	载运工具运用工程
导师：	陆森林
授予学位：	硕士
授予学位单位：	江苏大学
学位年度：	2012
正文语种：	中文