【摘要】：汽車風(fēng)洞氣動(dòng)噪聲測(cè)試中,由于射流和汽車?yán)@流場(chǎng)的存在,流場(chǎng)外測(cè)量不能獲取汽車聲源的準(zhǔn)確信息?研究以兩種流場(chǎng)對(duì)聲傳播方向(聲源漂移量)的影響開(kāi)展?通過(guò)在風(fēng)洞射流核心區(qū)安放特定聲源和實(shí)車的試驗(yàn),分別得到了射流和汽車?yán)@流場(chǎng)對(duì)聲傳播的影響?研究表明兩種流場(chǎng)對(duì)聲傳播都會(huì)產(chǎn)生較大影響,試驗(yàn)分析應(yīng)加以考慮;研究分別對(duì)風(fēng)洞射流和汽車?yán)@流進(jìn)行了氣動(dòng)數(shù)值仿真,據(jù)此擬合出剪切層和汽車?yán)@流場(chǎng)速度分布線性化模型,并結(jié)合幾何聲學(xué)方法,建立了連續(xù)多層均勻運(yùn)動(dòng)介質(zhì)聲傳播模型,得到了預(yù)測(cè)射流和汽車?yán)@流產(chǎn)生聲漂移量的方法?研究表明該方法可以有效預(yù)測(cè)風(fēng)洞聲學(xué)實(shí)驗(yàn)中介質(zhì)運(yùn)動(dòng)對(duì)聲傳播方向的影響,并可用于風(fēng)洞聲學(xué)試驗(yàn)中流動(dòng)對(duì)傳播方向影響的修正?
【圖文】：

結(jié)構(gòu)和汽車?yán)@流結(jié)構(gòu)對(duì)聲源傳播方向影響的試驗(yàn)研究，在此基礎(chǔ)上針對(duì)一定厚度紊流結(jié)構(gòu)中的聲傳播，，利用數(shù)值計(jì)算手段得到流場(chǎng)定常流動(dòng)特性，進(jìn)一步利用幾何聲學(xué)方法建立聲傳播模型，分析和確定射流剪切層及汽車?yán)@流場(chǎng)對(duì)聲傳播方向的影響，為風(fēng)洞中氣動(dòng)噪聲源定位測(cè)試提供修正方法。1射流結(jié)構(gòu)和汽車?yán)@流對(duì)聲傳播影響的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)1.1射流結(jié)構(gòu)聲傳播影響實(shí)驗(yàn)射流結(jié)構(gòu)對(duì)聲傳播方向的影響包括了勢(shì)流核心區(qū)和剪切層區(qū)。認(rèn)為勢(shì)流核心區(qū)為均勻定常流動(dòng)，通常試驗(yàn)件放置于該區(qū)域。為了了解這兩個(gè)區(qū)域?qū)β晜鞑サ挠绊�，試�?yàn)將如圖1所示的一個(gè)特定聲源(外形為翼型設(shè)計(jì)，中間黑色圓形即為內(nèi)置揚(yáng)聲器位置，支撐件也為翼型設(shè)計(jì))，置于風(fēng)洞核心區(qū)一定的高度位置，其有良好的氣動(dòng)外形，經(jīng)數(shù)值仿真驗(yàn)證，在聲源位置附近對(duì)流場(chǎng)幾乎無(wú)擾動(dòng)，自身產(chǎn)生的氣動(dòng)噪聲較低，通過(guò)外接功放和信號(hào)源組成可控聲源系統(tǒng)。試驗(yàn)在同濟(jì)大學(xué)-上海地面交通工具風(fēng)洞中心整車氣動(dòng)聲學(xué)風(fēng)洞中完成。該風(fēng)洞為3/4開(kāi)口回流圖1對(duì)稱翼型聲源整流罩和安裝效果Fig.1Symmetricalairfoilsourcefairingandinstallationeffect風(fēng)洞，試驗(yàn)段背景噪聲在國(guó)際同類風(fēng)洞中較低(在160km/h風(fēng)速下低于61dB(A))。聲源揚(yáng)聲器中心距離地面1.1m，該高度對(duì)應(yīng)的剪切層位置流動(dòng)認(rèn)為無(wú)地面效應(yīng)(近似和后續(xù)的聲傳播模型一致)。實(shí)驗(yàn)中采用的相位傳聲器陣列聲源識(shí)別系統(tǒng)具體參數(shù)如下：陣列尺寸為1.8m×1.8m，通道數(shù)120；傳感器采用1/4inch陣列專用壓力型傳聲器；數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)為120通道高精度數(shù)采，單通道最大采樣率為192kHz；分析系統(tǒng)為基于波束成型技術(shù)的聲源識(shí)別軟件NoiseImage。以上硬件設(shè)施是當(dāng)前聲學(xué)風(fēng)洞中聲源定位的先進(jìn)方法，聲源的定位誤差穩(wěn)定在cm量級(jí)，可以保證實(shí)驗(yàn)的精確度和穩(wěn)定性。試驗(yàn)

)。聲源揚(yáng)聲器中心距離地面1.1m，該高度對(duì)應(yīng)的剪切層位置流動(dòng)認(rèn)為無(wú)地面效應(yīng)(近似和后續(xù)的聲傳播模型一致)。實(shí)驗(yàn)中采用的相位傳聲器陣列聲源識(shí)別系統(tǒng)具體參數(shù)如下：陣列尺寸為1.8m×1.8m，通道數(shù)120；傳感器采用1/4inch陣列專用壓力型傳聲器；數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)為120通道高精度數(shù)采，單通道最大采樣率為192kHz；分析系統(tǒng)為基于波束成型技術(shù)的聲源識(shí)別軟件NoiseImage。以上硬件設(shè)施是當(dāng)前聲學(xué)風(fēng)洞中聲源定位的先進(jìn)方法，聲源的定位誤差穩(wěn)定在cm量級(jí)，可以保證實(shí)驗(yàn)的精確度和穩(wěn)定性。試驗(yàn)段噴口、聲源和測(cè)試設(shè)備相對(duì)位置如圖2所示。圖2聲源和傳聲器陣列相對(duì)位置示意圖Fig.2Thepositionsofsoundsourceandmicrophonearrays由于采用的相位傳聲器陣列是二維陣列，也即在實(shí)驗(yàn)結(jié)果中可以觀測(cè)到由于介質(zhì)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的聲源在流向和高度方向的漂移。由于風(fēng)洞試驗(yàn)段中的流動(dòng)以水平方向流動(dòng)為主，高度方向的速度分量基本可以忽略。實(shí)驗(yàn)結(jié)果中高度方向聲漂移量普遍比橫向漂移量小1~2個(gè)數(shù)量級(jí)，故在此忽略不計(jì)是合理的。實(shí)驗(yàn)主要研究不同射流速度對(duì)聲傳播的影響，保持其它實(shí)驗(yàn)設(shè)置不變，實(shí)驗(yàn)中射流速度設(shè)置為以下工況：無(wú)射流(0m/s)、15~36m/s區(qū)間內(nèi)，速度每間隔3m/s設(shè)置一個(gè)實(shí)驗(yàn)工況。暫不考慮聲頻率對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，故聲源信號(hào)采用白噪聲信號(hào)。1.2汽車?yán)@流場(chǎng)對(duì)聲傳播影響實(shí)驗(yàn)為了得到汽車?yán)@流場(chǎng)對(duì)聲傳播的影響，將某款實(shí)車置于試驗(yàn)段內(nèi)，在和上述特定聲源試驗(yàn)相同射流結(jié)構(gòu)的作用下，在汽車周圍會(huì)形成繞汽車的流常同時(shí)，對(duì)應(yīng)上述特定聲源實(shí)驗(yàn)中的揚(yáng)聲器相同位置，在汽車表面安裝揚(yáng)聲器聲源，它被安裝在流線型的整流罩中，位于汽車左側(cè)前風(fēng)窗外側(cè)，在汽車的繞流場(chǎng)之中。采用與1.1節(jié)相同的試驗(yàn)測(cè)試儀
【作者單位】： 同濟(jì)大學(xué)上海地面交通工具風(fēng)洞中心;
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金(51375342)資助項(xiàng)目
【分類號(hào)】：U461.1;O422

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2546476