本文選題：氣動噪聲　切入點(diǎn)：脈動壓力　出處：《江蘇大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：隨著汽車技術(shù)的不斷發(fā)展,人們對于乘坐舒適性的要求也越來越高。本文以某混合動力轎車為研究對象,通過數(shù)值仿真方法結(jié)合實(shí)車道路試驗(yàn)研究了其外流場氣動噪聲特性,以及氣動噪聲對車內(nèi)聲場的影響。具體研究方法和創(chuàng)新點(diǎn)如下。利用CATIA軟件的逆向建模功能建立了該車的車身模型和Qg聲腔模型,利用GAMBIT軟件和HYPERMESH軟件對模型進(jìn)行了幾何清理、網(wǎng)格劃分和流場邊界條件設(shè)置。在CFD軟件FLUENT中求解了三種不同車速下的流場結(jié)果,得到了車身表面的動壓云圖、湍流動能等值線圖。在求解瞬態(tài)流場時綜合對比了幾種常用湍流模型的優(yōu)缺點(diǎn),采用了一種新型的湍流模型——分離渦模擬,得到了車身表面的脈動壓力分布情況,為進(jìn)行聲場仿真奠定了基礎(chǔ)。本文的最大創(chuàng)新點(diǎn)在于在求解聲場時采用了虛擬激勵法。首先求解車身結(jié)構(gòu)模態(tài)和內(nèi)聲腔聲學(xué)模態(tài),將車身表面的脈動壓力視為隨機(jī)載荷,并將其分解為虛功率譜密度,采用VIRTUAL.LAB軟件中的隨機(jī)聲學(xué)模塊進(jìn)行求解,將流場數(shù)據(jù)映射到車身結(jié)構(gòu)網(wǎng)格上,利用聲振耦合原理結(jié)合有限元方法得到了駕駛員雙耳及后排乘客雙耳處的聲壓響應(yīng)。為驗(yàn)證仿真方法的正確性,參考國標(biāo)GB/T 18697-2002《聲學(xué)汽車車內(nèi)噪聲測量方法》對汽車氣動噪聲進(jìn)行了實(shí)車道路試驗(yàn)。試驗(yàn)得到的聲壓級曲線與仿真結(jié)果大致吻合,討論了可能導(dǎo)致二者誤差的原因。最后在車內(nèi)添加了多孔吸聲材料考察其吸聲降噪效果。最終得到相關(guān)結(jié)論如下:(1)分離渦模擬非常適合求解分離流動現(xiàn)象,較好地捕捉到了后視鏡以及汽車尾部的湍流情況;(2)脈動壓力頻譜是寬頻譜,能量主要集中在中低頻,是產(chǎn)生氣動噪聲的根本原因。(3)氣動噪聲頻譜在某特征頻率處達(dá)到峰值,隨后開始下降,峰值頻率隨著車速的提高向高頻移動。(4)駕駛員左右耳的聲壓級有所差別,由于左耳靠近車窗,受湍流影響較大,故聲壓級也較大;后排乘客靠近車尾部的復(fù)雜湍流場,且車尾部的輻射面積較大,故聲壓級大于前排駕駛員人耳處。(5)由于多孔吸聲材料屬于阻性材料,可以使車內(nèi)聲壓級平均降低5dB左右,其在高頻段的吸聲效果明顯好于低頻段。
[Abstract]:With the development of automobile technology, the requirement of ride comfort is becoming higher and higher. In this paper, the aerodynamic noise characteristics of a hybrid car are studied by numerical simulation and road test. The specific research methods and innovations are as follows. The body model and QG cavity model of the vehicle are established by using the reverse modeling function of CATIA software. The geometric cleaning of the model is carried out by using GAMBIT software and HYPERMESH software. The flow field results of three different vehicle speeds are solved in the CFD software FLUENT, and the hydrodynamic pressure cloud diagram of the body surface is obtained. Turbulent kinetic energy isoline diagram. In solving transient flow field, the advantages and disadvantages of several common turbulence models are compared synthetically. A new turbulence model-separated vortex simulation is used to obtain the distribution of fluctuating pressure on the surface of the body. The most innovative point of this paper is that the virtual excitation method is used to solve the sound field. Firstly, the body structure mode and the acoustic mode of the inner acoustic cavity are solved, and the fluctuating pressure on the surface of the body is regarded as a random load. It is decomposed into virtual power spectral density and solved by random acoustic module in VIRTUAL.LAB software. The flow field data is mapped to the body structure grid. The acoustic pressure response between the driver's ears and the rear passengers' ears is obtained by using the principle of acoustic and vibration coupling and the finite element method. Referring to the national standard GB/T 18697-2002, the actual road test of vehicle aerodynamic noise is carried out. The sound pressure level curve obtained from the test is in good agreement with the simulation results. The possible causes of the errors are discussed. Finally, a porous sound absorption material is added to the vehicle to investigate the effect of sound absorption and noise reduction. Finally, the related conclusions are as follows: 1) the separation vortex simulation is very suitable for solving the separation flow phenomenon. The spectrum of pulsating pressure is a wide frequency spectrum, and the energy is mainly concentrated in the middle and low frequency, which is the root cause of the aerodynamic noise. The spectrum of aerodynamic noise reaches its peak at a certain characteristic frequency. Then it began to decrease, the peak frequency moved to high frequency with the increase of speed.) the sound pressure level of the driver's left ear and left ear was different, because the left ear was close to the window, so the sound pressure level was larger because of the influence of turbulence. The complex turbulence field of rear passenger near the rear end of the vehicle, and the radiation area of the rear end of the vehicle is large, so the sound pressure level is larger than that in the front row driver's ear. (5) because the porous sound absorption material belongs to the resistive material, the sound pressure level in the vehicle can be reduced about 5dB on average. The sound absorption effect in high frequency band is better than that in low frequency band.
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U461.1

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本文編號：1655874