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基于流固耦合的汽车暖通空调气动噪声研究
| 论文题名： | 基于流固耦合的汽车暖通空调气动噪声研究 |
| 关键词： | 汽车暖通空调系统;气动噪声;声场计算;等效阻力系数 |
| 摘要： | 日常出行时，人们对汽车依赖程度不断提高，在满足动力性的前提下，消费者将关注的重点越来越多的转移到乘车舒适性能，其中乘员舱内噪声问题是影响乘车舒适性的重要因素之一。噪声过高不仅会给车内人员造成交流障碍，而且还会使其产生疲劳、烦躁的情绪乃至影响行车安全。发动机噪声、板件振动噪声等车外噪声随着工艺的提高和密封性的改良对乘员舱舒适性能的影响越来越小，暖通空调系统出风口直接与乘员舱连接，其工作时产生的气动噪声成为乘员舱内的主要噪声源。因此，对汽车暖通空调系统的气动噪声特性进行研究并改善具有重大意义。 传统方法对汽车暖通空调系统的气动噪声特性进行研究时，仅考虑空气在汽车暖通空调系统内部流动时产生的气动噪声。实际情况中，气体在流动的过程中，气体压力脉动会作用于壁面，导致壁面产生变形而向外辐射噪声。远场声场计算时，忽略气体压力脉动对壁面的作用，会导致声场计算结果和试验测试结果误差较大，因此，计算时考虑这一因素是很有必要的。本文主要研究内容如下： (1)对汽车暖通空调系统进行风量试验，测得研究工况下鼓风机对应的转速和出风口的出风量。对空气滤清器和蒸发器进行风阻试验，通过对试验数据进行分析，得到二者等效多孔介质的等效阻力系数。对汽车暖通空调系统进行噪声试验，测得远场接收点的声压级曲线和噪声声压级的大小。 (2)通过总结流场和声场的基本理论，确定仿真所需的物理模型和仿真方法，建立汽车暖通空调系统流体仿真模型，完成了流场和近场声场仿真计算，结合流场仿真信息，建立流固耦合求解模型并对远场声场进行求解。对比仿真和试验结果，仿真精度较高，分析仿真结果，确定噪声源分布和噪声产生原因。 (3)对汽车HVAC系统进行降噪优化。选取鼓风机外径和蜗舍间隙为设计变量，监测点噪声声压级为优化目标，构建Kriging近似模型，通过粒子群算法进行优化设计，确定目标函数最小时对应的参数组合。对蜗壳区域结构凸起处进行平滑处理，内部流动情况得到改善，降噪效果较好。 |
| 作者： | 秦傲 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 梁晨 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 燕山大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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