小汽车内部声场的有限元数值模拟

发布时间：2021-06-17 20:32

　　汽车声学空间的舒适度与汽车声重放低频音色和声场空间感等密切相关。在低频段,汽车声学空间与低频声波的波长尺寸相比拟,由此引起的小汽车内声场的低频共振,导致声场在空间和频率上都会有较大的起伏,从而影响低频声音色;更高频率范围,重放声场的空间感与扬声器布置方式密切相关。为了获得更好的汽车内部声重放效果,通过计算机数值模拟是一种常见的、低成本而且高效率的技术手段。特别是,在计算机技术飞速发展的背景下,可以获得更加准确的效果,从而可以指导声重放的设计方案。但现有的小汽车低频声学模拟中,仍有很多未解释或为解决的问题,例如,汽车座椅和汽车内部轮廓对低频共振的影响机制,覆盖更宽频率范围的汽车内部声学空间的频率响应特性等,都还存在较明显的不足。因此,本论文采用有限元数值模拟方法,在频域计算模拟了小汽车内座椅和内部轮廓外形对200Hz以下的低频声场共振模态和共振频率的影响,分析得出相应的变化规律,为小汽车内部声学空间的低频设计和优化奠定基础。进一步地,用能量集中在4 kHz以下高斯脉冲信号,实现了小汽车内部脉冲响应和双耳脉冲响应的计算模拟,可为后续的小汽车内部空间的声重放设计及其可听化计方案提供重要参考依... 

【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

室内声波传输示意图和LTI系统类比图

第二章 汽车小空间简化模型的数值模拟与验证范围在 20 Hz ~ 200 Hz 之间，所以在建立有限元划分网格时需满足条件 L ≤ 283考虑到计算准确性和计算效率，本章节将长方体声腔模型的声学单元尺寸定为 67如图 2-1 所示的无座椅的长方体声学空腔模型，模型长 2.4m，宽 1.736m，高 1格划分后共 18884 个边界单元，777532 个域单元。计算中，长方体模型的边界置为刚性模型（全反射），无吸声材料，空气密度 0设置为 1.25kg/m3，声速 c 设3 m/s。

且模态振型一致，如表 2-1 所示，故此我们可以认为在利用 COMSOLMultip低频模态分析时误差在可以接受的范围。表 2-1 无座椅特征频率及误差模态阶数模态振型(nx, ny, nz)仿真特征频率(fm)Hz理论特征频率(fa)Hz频率误差(fm- fa)Hz1 1,0,0 71.4 71.5 -0.12 0,1,0 98.8 98.8 03 1,1,0 121.9 121.9 04 2,0,0 142.8 142.9 -0.15 0,0,1 143.2 142.9 0.36 1,0,1 160.1 159.8 0.37 2,1,0 173.6 173.7 -0.18 0,1,1 174 173.7 0.39 1,1,1 188.1 187.9 0.210 0,2,0 197.6 197.6 0

【参考文献】：
期刊论文
[1]驾驶室结构振动及其声固耦合噪声响应分析[J]. 刘鹏,刘更,惠巍.  机械科学与技术. 2006(07)
[2]小尺度封闭空间可听化研究[J]. 宁方立,韦娟.  系统仿真学报. 2004(06)
[3]耦合空间声场的简正方式(英文)[J]. 赵越喆,吴硕贤.  华南理工大学学报(自然科学版). 2002(10)
[4]小尺度封闭空间可听化技术研究[J]. 宁方立,陈克安,孙进才.  电声技术. 1999(10)

博士论文
[1]基于改善时域有限差分边界的房间低频可听化实现[D]. 黄坤朋.华南理工大学 2011
[2]双耳可听化质量及其影响因素的研究[D]. 饶丹.华南理工大学 2009
[3]小尺度封闭空间可听化研究[D]. 宁方立.西北工业大学 2002

硕士论文
[1]基于声模态的客车车内噪声有源控制仿真研究[D]. 邓丹丹.重庆大学 2015
[2]乘用车声固耦合有限元模态分析[D]. 袁培佩.长安大学 2014
[3]应用有限元法分析小房间室内声场[D]. 姜洁怡.华南理工大学 2011
[4]轻型客车车内噪声仿真研究[D]. 朱静.江苏大学 2005



本文编号：3235875