基于流场与声场的汽车后视镜气动噪声联合仿真研究
发布时间：2021-03-03 17:29
随着国内高速公路网络地高速发展,高速路限速普遍超过100km/h的坏境下,气动噪声成为汽车噪声主要声源,且人们对汽车舒适性和安全性要求也越来越高,降低汽车气动噪声成为各大车企、高校等的主要研究方向。采用数值仿真方法来研究汽车气动噪声既能降低成本、提高效率,还能清楚地了解车身表面及周围气流流动产生气动噪声的原因,能够在汽车设计阶段,为降低汽车气动噪声,提高整车性能提供科学依据。本文以某自主品牌轿车为研究对象,应用流场与声场联合仿真的方法,通过监测驾驶员右耳处的噪声来对后视镜给车内噪声带来的影响进行研究。本文研究内容分为以下四部分:一、数值仿真前处理。在充分保留有用细节的基础上建立了某轿车1:1模型,完成了流场网格、声场网格划分。二、对原始模型的气动噪声进行了流场与声场的联合仿真。首先计算驾驶室侧窗11个监测点的脉动压力和流场瞬态信息,以及驾驶员右耳处声压级;然后对实车进行了路试实验,测得驾驶员右耳处声压级;最后通过对比验证仿真结果和实验结果,得到其误差值为4.28%,从而确定了联合仿真方案的可行性。三、汽车气动噪声的智能优化。对汽车外流场数值计算结果进行后处理分析,进而确定了后续噪声优化...
【文章来源】：重庆理工大学重庆市
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
汽车气动噪声源分布图
本文研究对象为某款国产紧凑型轿车，实物图如图 3.2 所示，该车基本尺寸如表 3.1 所示。图3.2 轿车实物图表3.1 某国产轿车基本尺寸参数名称 数值长*宽*高 4620mm*1820mm*1510mm前轮距*后轮距 1550mm*1569mm轴距 2660mm正投影面积 2.198783m2在对该车进行初步的三维几何建模时，考虑到两方面：（1）汽车气动噪声主要受其外部流场影响，过度简化汽车外形特征不仅会大大影响其外部流场，还会降低三维模型的外形与实车外形的一致性；（2）在现有计算资源基础下保证计算的高效性和结果的准确度，故而网格尺寸不能太细密且要保证网格质量。基于上述原因，在对实车进行 1:1 地建模时做了适当的简化处理：（1）保留汽车后视镜、进气格栅、轮胎、前挡风玻璃处的水槽等细节；（2）汽车底盘平整化，封闭进气格栅；（3）汽车行驶中，轮胎与地面为面接触，将轮胎与地面接触部分构造成“凸台”，凸台高度为 2mm。最后得到了如图 3.3 所示的模型即本文研究所用
19的原始几何模型。图3.3 整车原始模型在本文研究中，为了更好地反映汽车在空旷道路上高速行驶时车身周围气体的流动状态，并模拟汽车与空气之间的相对运动过程，需要建立一个长方体数值风洞，又称之为计算域，并在车身表面与计算域之间的空间中划分网格，用网格来模拟这个空间里气体的流动。计算域越大，尤其是高度，对汽车周围流场的影响越不明显，但是计算域过大，网格数量就越多，计算负担越重。在最大限度捕捉汽车周围气体流动特性的前提下，尽量控制计算域的尺寸。计算域尺寸和模型在其中的布置情况如图 3.4 所示。图3.4 计算域尺寸及模型布置情况图具体尺寸如下：计算域长度为 11 倍车长（L），宽度为 7 倍车宽（W），高度为5 倍车高（H）。计算域除了尺寸要求外
【参考文献】：
期刊论文
[1]后视镜造型对内场风噪声的影响[J]. 许志宝,汪东斌,李忠禹,徐寅生. 汽车实用技术. 2017(19)
[2]基于智能算法的汽车气动外形参数多目标优化[J]. 赖晨光,段孟华,陈小雄,周毓婷,Kaiping WEN. 北京工业大学学报. 2017(09)
[3]车外后视镜造型对气动噪声影响的实验研究[J]. 陈鑫,冯晓,沈传亮,汪硕,胡翠松,李延洋,杨昌海. 汽车工程. 2017(02)
[4]汽车外表面气动噪声特性分析[J]. 王毅刚,杨超,杨志刚,李启良. 声学技术. 2014(01)
[5]工程优化设计中的近似模型技术[J]. 韩鼎,郑建荣. 华东理工大学学报(自然科学版). 2012(06)
[6]湍流大涡数值模拟的现状与展望[J]. 万曦. 航空科学技术. 2011(02)
[7]高速车辆气流噪声的试验研究[J]. 刘红光,陆森林,曾发林. 中国公路学报. 2005(01)
[8]高速车辆气流噪声计算方法[J]. 刘红光,陆森林. 交通运输工程学报. 2002(02)
[9]用时序采样法进行轿车后视镜脉动压力场频谱分析[J]. 陆森林,曾发林,徐凌. 江苏理工大学学报. 1998(03)
[10]用数值解法求解汽车后视镜脉动压力场[J]. 葛芚. 江苏理工大学学报. 1997(04)
硕士论文
[1]基于网格变形的某车身气动减阻降噪协同优化设计[D]. 张海林.重庆理工大学 2018
[2]造型初期的汽车气动外形减阻优化设计[D]. 丁伟.吉林大学 2015
[3]汽车气动噪声数值计算分析与控制[D]. 汪怡平.湖南大学 2009
本文编号：3061645
【文章来源】：重庆理工大学重庆市
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
汽车气动噪声源分布图
本文研究对象为某款国产紧凑型轿车，实物图如图 3.2 所示，该车基本尺寸如表 3.1 所示。图3.2 轿车实物图表3.1 某国产轿车基本尺寸参数名称 数值长*宽*高 4620mm*1820mm*1510mm前轮距*后轮距 1550mm*1569mm轴距 2660mm正投影面积 2.198783m2在对该车进行初步的三维几何建模时，考虑到两方面：（1）汽车气动噪声主要受其外部流场影响，过度简化汽车外形特征不仅会大大影响其外部流场，还会降低三维模型的外形与实车外形的一致性；（2）在现有计算资源基础下保证计算的高效性和结果的准确度，故而网格尺寸不能太细密且要保证网格质量。基于上述原因，在对实车进行 1:1 地建模时做了适当的简化处理：（1）保留汽车后视镜、进气格栅、轮胎、前挡风玻璃处的水槽等细节；（2）汽车底盘平整化，封闭进气格栅；（3）汽车行驶中，轮胎与地面为面接触，将轮胎与地面接触部分构造成“凸台”，凸台高度为 2mm。最后得到了如图 3.3 所示的模型即本文研究所用
19的原始几何模型。图3.3 整车原始模型在本文研究中，为了更好地反映汽车在空旷道路上高速行驶时车身周围气体的流动状态，并模拟汽车与空气之间的相对运动过程，需要建立一个长方体数值风洞，又称之为计算域，并在车身表面与计算域之间的空间中划分网格，用网格来模拟这个空间里气体的流动。计算域越大，尤其是高度，对汽车周围流场的影响越不明显，但是计算域过大，网格数量就越多，计算负担越重。在最大限度捕捉汽车周围气体流动特性的前提下，尽量控制计算域的尺寸。计算域尺寸和模型在其中的布置情况如图 3.4 所示。图3.4 计算域尺寸及模型布置情况图具体尺寸如下：计算域长度为 11 倍车长（L），宽度为 7 倍车宽（W），高度为5 倍车高（H）。计算域除了尺寸要求外
【参考文献】：
期刊论文
[1]后视镜造型对内场风噪声的影响[J]. 许志宝,汪东斌,李忠禹,徐寅生. 汽车实用技术. 2017(19)
[2]基于智能算法的汽车气动外形参数多目标优化[J]. 赖晨光,段孟华,陈小雄,周毓婷,Kaiping WEN. 北京工业大学学报. 2017(09)
[3]车外后视镜造型对气动噪声影响的实验研究[J]. 陈鑫,冯晓,沈传亮,汪硕,胡翠松,李延洋,杨昌海. 汽车工程. 2017(02)
[4]汽车外表面气动噪声特性分析[J]. 王毅刚,杨超,杨志刚,李启良. 声学技术. 2014(01)
[5]工程优化设计中的近似模型技术[J]. 韩鼎,郑建荣. 华东理工大学学报(自然科学版). 2012(06)
[6]湍流大涡数值模拟的现状与展望[J]. 万曦. 航空科学技术. 2011(02)
[7]高速车辆气流噪声的试验研究[J]. 刘红光,陆森林,曾发林. 中国公路学报. 2005(01)
[8]高速车辆气流噪声计算方法[J]. 刘红光,陆森林. 交通运输工程学报. 2002(02)
[9]用时序采样法进行轿车后视镜脉动压力场频谱分析[J]. 陆森林,曾发林,徐凌. 江苏理工大学学报. 1998(03)
[10]用数值解法求解汽车后视镜脉动压力场[J]. 葛芚. 江苏理工大学学报. 1997(04)
硕士论文
[1]基于网格变形的某车身气动减阻降噪协同优化设计[D]. 张海林.重庆理工大学 2018
[2]造型初期的汽车气动外形减阻优化设计[D]. 丁伟.吉林大学 2015
[3]汽车气动噪声数值计算分析与控制[D]. 汪怡平.湖南大学 2009
本文编号：3061645
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