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基于弱可压缩模型的汽车风振噪声分析与优化
| 论文题名： | 基于弱可压缩模型的汽车风振噪声分析与优化 |
| 关键词： | 汽车风振噪声;弱可压缩模型;多岛遗传算法;降噪优化;数值仿真 |
| 摘要： | 近年来，随着国民经济的迅速发展，我国高速公路里程已跃居全球第二，汽车有效车速不断提高，同时，汽车保有量迅速增加，且驾乘人员对舒适性的要求也越来越高，导致汽车风振噪声问题越来越凸显出来。风振噪声是由于车内通风换气和除雾等需要，行驶中车窗开启后，车外气流的压力脉动与车内空腔的空气相互作用产生的。这种高强低频特性的噪声会使车内乘员产生极为强烈的不适感，直接影响汽车乘坐舒适性。目前，国外在风振噪声的计算仿真精度及效率的研究上还存在不足，国内在风振噪声的研究刚刚起步，因此，对车窗开启下的汽车风振噪声进行预估、分析和控制就显得尤为重要。 本文结合实车道路试验、风洞试验和数值仿真三种方法，推导了适用于风振噪声计算的弱可压缩模型，研究了汽车在车窗开启后的风振噪声产生机理，探讨了不同速度及角度的侧风和不同开窗方式对风振噪声的影响，在此基础上，通过优化车窗尺寸、添加附加装置等措施，进行了降噪优化，取得了较好的效果。主要研究内容如下： 1.对某款车型进行了实车道路试验，以驾驶员两耳和车内后排两位置为监测点，研究了车内四个监测点处多工况下的风振噪声共振频率及声压随车速的变化规律。 2.车内风振噪声与流体压缩性有直接关系，研究过程中必须考虑流体的压缩性。因此，从可压缩N-S方程出发，重点探讨了适于风振噪声的弱可压缩模型。通过简易车厢模型的数值仿真结果与试验结果的对比，证明了弱可压模型在研究风振噪声问题上的准确性。同时，通过对简易车厢一个周期内的纵对称面压力云图分析，研究了风振噪声产生机理。 3.对实车模型的侧窗及天窗风振噪声机理及不同开度的风振噪声特性进行了研究，在此基础上，对天窗与侧窗不同开启方式的风振噪声进行了对比分析。同时，还分析了有、无侧风两种状态下，风振噪声产生差异的原因，并研究了不同侧风速度及侧风角度对风振噪声的影响。 4.根据风振噪声产生的机理，提出了侧窗降噪附加装置，并采用多岛遗传算法，分别对前、后降噪附加装置的结构参数进行了优化，取得了较好的降噪效果。此外，还探讨了脊状表面降噪方法和小孔降噪方法在汽车侧窗风振噪声控制上的应用。同时，在构建汽车天窗的位置及长、宽尺寸代理模型基础上，进行了全局优化，使天窗风振噪声得到进一步控制，还对不同凹槽形状的天窗导流板风振噪声的降噪效果进行了对比分析。 |
| 作者： | 刘龙贵 |
| 专业： | 机械设计及理论 |
| 导师： | 谷正气 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南工业大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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