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汽车车身部件气动噪声贡献量数值模拟研究
时间：2022-12-21 02:34:40 下载该word文档
汽车车身部件气动噪声贡献量数值模拟研究
刘龙贵;谷正气;张勇;尹小放;林肖辉
【摘要】利用大涡模拟(LES对某典型车型瞬态流场进行仿真计算,应用Lighthill-curle声类比理论,采用宽带噪声源模型(BNS及FW-H方程,对汽车车身部件气动噪声进行数值模拟研究.分析了车身各板块及凸出部件附近气流的分离情况及外场声压级大小,对比了有、无部件时车外声场的差异;并确定了车身各部件气动噪声的贡献量.通过气动噪声贡献量的对比发现,汽车各部件中近场总声压级贡献量相对较大的为底盘和车轮、天线和雨刮器相对较小;远场声压级贡献量中,车身和底盘相对其他部件较大,天线相对较小;且车外远场点声压级的大小和各部件辐射噪声的强度以及其辐射面积正相关;车身板块中贡献量相对较大的为侧围和轮腔,较小的为前挡风玻璃.
【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷,期】2014(014010【总页数】6页(P89-94
【关键词】气动声学;贡献量;大涡模拟(LES;声类比;宽带噪声源模型;FW-H方程【作者】刘龙贵;谷正气;张勇;尹小放;林肖辉
【作者单位】湖南工业大学机械工程学院,株洲412007;湖南工业大学机械工程学院,株洲412007;湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室,长沙410012;湖南工业大学机械工程学院,株洲412007;湖南工业大学机械工程学院,株洲412007;湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室,长沙410012
【正文语种】中文【中图分类】U461.1
汽车行驶过程中，车身与气流相互作用产生的压力脉动，即引起气动噪声的根源［1］。而汽车车身各部件的气动噪声贡献量是不同的，对汽车各部件气动噪声进行贡献量分析，以确定对汽车气动噪声影响最大的部件，这是实现低噪车身设计的重要环节和重要保障。
2006年惠巍等应用有限元结合边界元的方法对某简单轿车模型进行了面板声学贡献度分析，并针对贡献量较大的板块提出了降噪措施取得较好的结果［2］;2008年韩旭等采用了新的参数“声学贡献和”与“声场总贡献”并以某型轿车为例来分析和衡量了车身板件对乘员室声压响应的声学贡献，确定了出车身板件上最佳的阻尼层贴附位置［3］;2010年邓江华等基于近场声全息技术(NAH分析了车内噪声贡献量［4］;2011年邹岳对某拖拉机驾驶室的面板声学贡献度进行了分析，并提出了结构优化措施［5］;2011年刘东明等应用LMSASQ计算了车身板件对车内空腔辐射噪声的贡献量，仿真值与实验值在低频范围内比较符合［6］;2012年王二兵等通过计算得到车身各板件对车内噪声的声学贡献，分析出影响比较显著的关键面板，根据分析结果对车身相应板件进行振动抑制，结果表明板件贡献分析方法为控制车内低频噪声提供了合理的建议［7］。
以往较少对汽车气动噪声贡献量进行研究，本文应用商用CFD软件FLUENT对某典型车型及其白车身模型进行了数值模拟计算，运用Lightill-Curle声学理论和宽带噪声源(broadbandnoisesource模型对汽车气动噪声进行定性分析，采用FW-H(FfowcsWilliams-Hawkings对气动噪声进行定量分析，并在此基础上对车身各部件总声压级的贡献量进行了研究。
1气动噪声声学波动方程
Lighthill［8，9］根据N-S方程推导出运动流体的声辐射方程(式1，首次描述了气流运动诱发声的传播问题。令
式中，Tij称为Lighthill应力张量;(p－p0为流场中压力的脉动量;(ρ－ρ0为流体密度的波动量;δij为单位张量;c0为声速。
Lighthill方程直接从N-S方程出发，把方程左边表达成为经典的声学波动方程，而把所有偏离波动方程的项都移到了方程的右边，看作为源项。于是可以先通过试验或仿真获得这些源项的表达，然后把声场看作声源产生的声波在静止介质中传播，实现流场和声场分别处理。
若将Lighthill声类比理论应用到有限容积空间V上，S