[发明专利]车内高频气动降噪的方法

摘要

车内高频气动降噪的方法属轿车降噪技术领域，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；2.确定噪声源的敏感区域；3.对敏感噪声区域光滑表面进行表面非光滑凹坑处理；4.进行整车的气动噪声分析；5.设计具有非光滑柔性凹坑特征的车用贴膜；6.将贴膜贴于噪声源的敏感区域。本发明能有效解决不同车型在不同频段的高频气动噪声降噪难题，对提高轿车乘坐舒适性和提高我国汽车自主开发技术能力有着积极的应用价值和现实意义。

主权项

一种车内高频气动降噪的方法，其特征在于包括下列步骤：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；3.1进行稳态计算：采用RNG k‑epsilon模型对具有非光滑凹坑的表面噪声源敏感区域进行稳态计算分析，根据模拟结果判断非光滑凹坑的降噪能力；若降噪效果不明显，则通过更改凹坑结构设计方案，修改仿真模型，对非光滑凹坑分布形式、尺寸和凹坑单体形式进行优化，降低气流分离，降低表面声压级以降低噪声，直至满足降噪要求；3.2在稳态分析结果的基础上，进行整车瞬态仿真，瞬态仿真可应用分离涡模型DES或大涡模拟模型LES，在敏感噪声区域表面均匀选取监测点，获得敏感噪声区域监测点压力谱，分析整车气动噪声激励，进行傅里叶变换，获得敏感噪声源激励的三分之一倍频程频谱；4)应用统计能量分析方法，建立统计能量分析模型SEA，进行整车的气动噪声分析，包括：4.1简化结构：轿车车身的复杂曲面以平面板、单曲面板和双曲面板子系统的形式表示；轿车车身的梁状结构以梁子系统的形式表示；结构中的细部特征：细小的凸台、加强筋、工艺孔均作省略处理；4.2确定整车板件及结构钢板、钢化玻璃、夹层玻璃的材料，其参数包括：材料密度、弹性模量、剪切模量、泊松比、厚度；4.3施加气动噪声激励、分析仿真结果，获得车内驾驶员耳旁的噪声水平；5)设计具有非光滑柔性凹坑特征的车用贴膜，贴膜正面设有凹坑，凹坑表面为半球形或锥形，凹坑呈均匀或非均匀分布，贴膜反面为平面，并涂敷丙烯酸酯胶粘结剂；半球形或锥形表面凹坑的参数如下：5.1采用半球表面凹坑形式的非光滑贴膜时，半球形凹坑半径R为0.5‑3mm，贴膜厚度s为在半径R的基础上增加0.5mm，凹坑间距l为10mm；5.2采用锥形凹坑形式的非光滑表面贴膜时，锥形凹坑表面直径d为1‑6mm，锥形凹坑锥形角a为40度，贴膜厚度s为在锥形凹坑半径的基础上增加0.5mm，凹坑间距l为10mm；5.3确定凹坑深度，由下列公式计算： Re = V 1 / υ t = 0.0351 / Re 1 / 7 其中：Re为车身局部表面的雷诺数；V为气体的时均速度；l为车身局部表面长度；υ为空气粘度系数；t为车身贴膜的凹坑深度；6)将贴膜贴于噪声源的敏感区域，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。