基于前侧窗气动噪声的后视镜造型因素研究

发布时间：2020-06-18 10:10

【摘要】：随着车速的提高汽车噪声也急剧增大,从而降低了乘员的乘坐舒适性。相关研究表明,车外后视镜区域是车外气动噪声源的主要部位之一,而车外后视镜造型对其气动噪声的产生起关键作用。目前国内外单独对车外后视镜气动噪声的造型影响因素研究较少,且没有大量实验数据的支持,因此该部分内容还有待研究。本课题基于校企合作项目,以空气动力学和气动声学理论为基础,从风洞实验和数值模拟两方面出发,进行了基于前侧窗气动噪声的后视镜造型因素研究。本课题依据某系列车型的5款车外后视镜为基础,通过逆向工程建立5款车外后视镜三维模型,通过商用软件Star ccm+对后视镜气动噪声进行数值模拟,结合后视镜-平板风洞实验探究适合后视镜气动噪声的数值模拟方法,并在此方法的基础上探究对前侧窗气动噪声影响的车外后视镜造型因素。首先,稳态数值模拟选择模型和模型,通过对比分析两个模型对应的残差曲线等参数,最终确定模型为稳态数值模拟的模型;瞬态数值模拟选择基于DSSL模型的LES、基于模型的DES和基于SST k-ω模型的DES,通过与后视镜-平板风洞实验获得的多组噪声数据对标分析,最终确定基于模型的DES是瞬态数值模拟最合理的模型,从而确定适合本课题的研究方法。此外,从定量的角度确定了各款后视镜对前侧风窗气动噪声影响的优劣。其次,依据合理的数值模拟方法,对比分析各款车外后视镜尾流3D速度流线图和表面声功率分布图,从定性的角度分析各款后视镜对前侧风窗气动噪声影响的大小,并验证了数值模拟方法的准确性。再次,依次对比分析各款后视镜尾流在X、Y、Z等5个平面上的流线图和压力云图,依据涡流运动结构及低压中心的分布,总结各款后视镜对气动噪声影响的造型因素。最后,对比分析各款车外后视镜表面声功率和表面压力云图,依据各造型部位声功率的大小及整个后视镜逆压梯度的大小,验证车外后视镜气动噪声的造型影响因素。并总结调整这些因素降低后视镜对前侧窗气动噪声的影响。研究表明,调整以下后视镜造型因素可降低前侧窗的气动噪声:后视镜罩下缘部位远离车身、后视镜罩下缘轮廓的走向远离车身、后视镜基座的外缘部位与后视镜镜罩过渡圆滑、后视镜镜罩的基本轮廓凸起位置远离基座、后视镜镜罩截面宽度与长度比值较大、后视镜基座的轮廓为曲率逐渐减小的流线型、后视镜安装角度在保证后视镜基本功能的前提下适当增大。本课题不但具有实际工程意义,而且对后视镜气动噪声风洞实验和数值模拟有一定指导意义,此外,对低气动噪声车外后视镜造型和整车NVH的开发有一定借鉴意义。
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U463.856
【图文】：

数值分布,夹角,后视镜

杨博等人在本校风洞实验室，用速技术监测后视镜尾部流场对噪声的造型影响因素研究现，研究者注意到后视镜产生噪7,18]。为了清楚的辨别出这些因镜进行改型，并应用仿真或实[19]建立以外罩内表面与车身之角δ 对车外气动噪声源的影响，

监测点分布,压力系数,后视镜

LES 湍流模型，基于 Realizable k-ε 的 DES 模型更为准确、高效，且消耗的计算资源更少。监测点分布、4 种数值模拟计算及实验结果的压力系数对比如图 1.3 所示。图1.3 监测点分布及压力系数对比1.3 本文主要研究内容1.3.1 课题来源及研究目的本课题来源于企业（吉利汽车研究院）横向项目：车外后视镜风洞技术开发。横向项目是通过吉林大学汽车风洞实验室对某系列车型的车外后视镜进行后视镜-平板风洞实验，通过传感器监测监测点的脉动压力，通过比利时 LMS-Test.Lab 软件将时域脉动压力 FFT 为频域噪声声压级，对噪声数据分析和后视镜造型对比分析，得出有利于降低后视镜气动噪声的造型因素。在此基础上以空气动力学理论为基础进一步对某系列车型的车外后视镜进行数值模拟，探究适合后视镜-平板数值模拟的合理方法，对车外后视镜造型对气动噪声的影响进行研究。本课题的主要目的是探究适合后视镜气动噪声数值模拟的合理方法，并通过对流场和声场的研究与分析使对气动噪声的影响因素更清晰的呈现，对汽车车外后视镜数值模拟计算、后视镜造型及 NVH 设计具有工程指导意义。

【参考文献】