[发明专利]车内高频气动降噪的方法

说明书

技术领域

本发明属轿车降噪技术领域，具体涉及车内高频气动降噪的方法。

背景技术

现代轿车车内的噪声特性是影响轿车乘坐舒适性的重要指标。目前，车内的NVH(Noise，Vibration，Harshness)分析与控制技术已经成为提高汽车乘坐舒适性的重要技术手段。针对于汽车的低频振动和泄露噪声分析与控制的技术手段已经比较成熟。例如来自于发动机和传动系统的低频振动、地面和轮胎的振动，以及白车身模态共振混响噪声等。

随着轿车乘客舱的密封性和整车低频振动及模态优化技术的提高，轿车车内乘客舱的高频混响气动噪声已经成为消费者和技术人员关注的重点内容。车内高频气动噪声源主要包括有车外高频空气噪声的传入和车内声场的高频气动压力脉动输入等。在做好汽车乘客舱密封性的同时，优化车外气动造型避免高频气动啸叫声和优化车身外表面特性降低车外高频气动压力脉动，是控制车内高频气动噪声源的有效手段。

随着车速的提高，车身表面的流场湍流特性明显增强，引起车身表面的高频气动压力脉动特性加剧，使得车内声场的高频气动噪声成指数级增加。而人耳对高于1000Hz的高频气动噪声又十分敏感。尤其是在高速(大于80km/h)工况下，由车外后视镜和车身A柱共同作用的车外高速空气湍流引起的车门玻璃表面高频非稳态气动压力脉动，以及前风窗玻璃表面、车门表面等的高频非稳态气动压力脉动，是车内乘客舱高频气动噪声的主要噪声输入源。

而现有的车内高频气动噪声降噪技术，主要是优化汽车造型的气动特性，实现高频气动噪声的被动降噪技术。在车内增设声源寻求特定区域和频段的主动降噪技术，也处在研究应用阶段。在汽车造型的空气动力学特性研究领域，主动寻求新的控制方法和技术，实现车内高频气动降噪，提高车内乘坐舒适性，还需要有进一步改进的新技术和新方法。

发明内容

由于轿车车门玻璃和前风窗玻璃等处的表面高频非稳态气动压力脉动是车内高频气动噪声的主要功率输入源。因此，对轿车的车门窗玻璃以及前风窗玻璃等采取声学改进措施，采用基于非光滑表面的降低车内气动噪声的新方法，贴上一种基于非光滑凹坑特性降低车内高频气动噪声的车外专用贴膜，对实现车内高频气动降噪有很好的效果。

这种基于非光滑特性降低车内高频气动噪声方法，实现直接在高频气动噪声源表面，利用仿生非光滑表面原理，改善高速气流的流场特性，并能够高效地吸收和缓冲车窗表面的高频气动压力脉动声学输入，实现车内降噪的目的，改善乘坐舒适性。

本发明包括下列步骤：

1.测试车速与车内高频气动噪声的关系，将气动噪声分析时速设定为70-120km/h；

2.确定噪声源的敏感区域，包括：车外后视镜、A柱表面、前车门窗玻璃、前风窗玻璃、车门外板、顶盖、翼子板、前挡泥板，其步骤包括：

2.1按整车实际尺寸建立几何模型，根据整车尺寸确定计算域，具体尺寸包括：计算域出入口截面尺寸和计算域长度，计算域的选择：车前方为二倍车长，车后方为六倍车长，车上方为四倍车高，车左右侧各为三倍车宽；

2.2建立流体计算模型，包括：

2.2.1模型简化：去除车身内部复杂结构，忽略车身雨刮器、进气格栅、门把手、雨水槽、车灯、收音天线，忽略车身底部凸凹不平，将车身底部简化为平面，车体表面光滑处理为简单平面，忽略车轮的旋转运动，考虑轿车模型左右对称，也可采用轿车模型的一半进行；

2.2.2单元选取：车身表面应用三棱柱单元划分流体计算域，临近车身表面的范围应用四面体单元划分流体计算域，四面体外侧空间应用六面体单元划分流体计算域，若采用轿车模型的一半进行模拟，则需更改轿车模型纵向对称中心面为对称形式边界条件；

2.2.3边界条件确定：计算域的入口设置为速度入口，其气流速度为30m/s；计算域的出口设置为压力出口，其出口压力为标准大气压；计算域壁面与车身表面设置为固定壁面；

2.2.4进行稳态计算，对车外流场进行分析，确定噪声源的敏感区域，包括：会产生强烈气流分离的车外后视镜、A柱表面、前车门窗玻璃、前风窗玻璃、车门外板、顶盖、翼子板、前挡泥板；

3.对敏感噪声区域光滑表面进行表面非光滑凹坑处理，凹坑为半球形或锥形，建立具有不同分布形式及不同尺寸的对比分析模型，引入宽频带噪声源声学分析模型；