镂空镜柄的气动声学优化及试验

为了更好地体现后视镜的造型风格,某自主品牌在新车开发过程中,采用非常规的镂空镜柄设计。旨在通过仿真和风洞试验相结合的方法,对该后视镜镜柄的气动特性进行研究并优化,以降低车内驾驶员处的声学响应。经过仿真发现,原始镜柄造型存在严重的气流分离,并伴随严重的回旋涡流,对风噪非常不利,基于此提出2种优化方案,有效改善了镜柄处速度分布梯度和气流分离。试验结果表明:2种优化方案对声压级和语音清晰度有很好的改善效果,车内声压级分别降低0.21 dBA和0.18 dBA,语音清晰度均提高1.5%;与此同时,采用声学麦克风阵列成像准确定位到了啸叫所在部件和对应频段,通过改变表面粗糙度的方案,使优化方案二的贡献量进一步提升0.02 dBA和0.6%。研究结果不仅验证了该仿真方法在项目开发过程中的可信度,而且可为后视镜镂空镜柄的设计和优化提供参考依据。

某SUV后视镜降噪设计与风洞试验验证

为研究后视镜镜臂对其产生的气动噪声的影响,针对某SUV后视镜采用脱体涡(detached eddy simulation)方法分析其流场和近场噪声特性。通过改变镜臂外形设计了两种降噪模型,在航空工业气动院FL-53风洞开展了3个后视镜模型的气动噪声风洞试验。结果显示:通过改变镜臂周围曲率,能够减小涡的尺度,改变涡脱落的方向,降低后视镜尾流区域近场噪声,且风速会影响部分频段的降噪效果;从远场指向性看,3个后视镜在尾流区声压级较大,降噪模型没有改变远场指向性。

汽车外后视镜造型对气动和噪声影响的风洞实验研究

为降低由汽车后视镜带来的气动噪声,本文以一简化汽车外后视镜模型为基础模型,提出3个不同造型改进方案:A造型模型镜身倾斜15°;B造型模型镜身倾斜30°;C造型模型将原圆柱形底座改为椭柱形底座。对4款造型外后视镜模型进行风洞实验研究,分析流场、空气阻力和壁面脉动压力随造型改变的规律。气动特性(流场和阻力)采用粒子图像测速仪(PIV)和六分量动态天平测量,声学特性采用壁面麦克风对侧窗平板的湍流脉动进行测量。研究结果表明:3个造型改进方案均可在不同程度上改善外后视镜尾迹区域流场品质,有效降低空气阻力和气动噪声。其中B模型阻力系数较基础模型降低18.4%,壁面脉动压力总声压级在中低频段可降低4.6 dB;C模型可降低阻力系数7.5%,总声压级可降低4.3 dB。

汽车后视镜气动噪声的影响参数

选取普通后视镜外形作为基础模型,分别挑选可能影响后视镜气动噪声的3个形状参数和2个角度参数,使用大涡模拟和FW-H方程预测后视镜的气动噪声并分析其影响因素.整车风洞普通后视镜气动噪声试验结果与数值计算结果吻合,表明采用混合方法预测后视镜气动噪声的可行性.分析各种参数的后视镜气动噪声可以发现,声源强度在支撑面比后视镜表面大;它在普通后视镜支撑面的分布呈现梯形形状,且不随后视镜前后脸的变化而变化,但支架的存在却使之成为矩形形状.除旋转角度外,增加其他4种参数均有利于降低后视镜产生的气动噪声.

某轿车车内气动噪声特性的试验研究

在分析了轿车车内气动噪声产生机理和传递路径的基础上,进行了整车气动声学风洞试验。首先调查了车内气动噪声的频谱特征和空间分布规律,其次对车内噪声的速度特性和偏航角度的影响进行了研究,最后对整车密封和后视镜对车内噪声的贡献进行了分析。结果表明:偏航角为0°时,人工头外耳的声压级几乎在整个频段都比内耳的声压级高,车内总声压级的分布基本上对试验车的纵对称面左右对称。不同风速下车内气动噪声的频谱特征很相似,车内噪声的线性总声压级和A计权总声压级随风速变化的特征指数分别为4.3和5.4。车内风噪水平随偏航角度的增加而增大,同样的偏航角下,背风面的风噪水平通常比迎风面高。在500Hz-2k Hz频段,车内噪声对偏航角的变化最敏感。另外,密封件在500Hz-4k Hz的中高频段对车内噪声的贡献较大,而后视镜只在4-7k Hz的高频段才显出其对车内噪声的贡献。

某SUV型汽车后视镜气动噪声数值仿真

为有效降低汽车气动噪声,依据声类比思想将气动噪声计算分成流场和声场计算,采用全域与子域分步计算流场和ACTRAN计算声场相结合的方法对某SUV型汽车后视镜的3种方案的气动噪声进行数值仿真,得到车外流场与车内外的声场及声压级频谱曲线,分析流场云图和声压级频谱曲线的变化规律.结果表明:方案III的后视镜因边缘凸起改善了侧窗外流场湍流脉动压力、漩涡和声源位置分布,减少了后视镜通过侧窗传播到车内的噪声.数值仿真结果与实验测试结果吻合较好,验证了方法的正确性.该方法可优化车内声场的分布,提高司乘人员舒适性.

车外后视镜造型对气动噪声影响的实验研究

针对车外后视镜引起的气动噪声问题,在吉林大学风洞实验室对某系列车型的5款后视镜做了实验研究。实验测量了60~120km/h 4种风速下5款后视镜尾流区域的8个监测点的气动噪声数据。结果表明,随车速的增高后视镜引起的气动噪声上升明显,且对后视镜尾流核心区域监测点处的影响最为显著。对比分析5款后视镜的造型特点,提取出5个对气动噪声有较大影响的造型因素。优化组合这些影响因素,可在满足整体造型效果的同时,有效降低气动噪声水平。

汽车后视镜区域非定常流场与气动噪声研究

以表达汽车A柱与侧窗形状特征的楔形体为基础,安装某轻型客车的后视镜,建立能够表达汽车后视镜区域流动特点的几何模型。采用计算流体力学软件Star-CD和稳态那维尔—斯托克斯方法,获得此几何模型的后视镜区域流场特性和气动噪声源项的基本信息,进而采用子域数值模拟方法,获得非定常流动特性和侧窗区域监控点的气动噪声声压级。在风洞试验中采用表面丝带法进行流场可视化,并采用激光粒子测速技术测量后视镜尾流场,验证了流场数值模拟的正确性。在风洞中测量侧窗区域监测点的气动噪声声压级,评估计算流体力学方法对气动噪声的预测能力。与风洞试验对比表明,子域数值模拟方法在保证计算精度的前提下降低了气动噪声数值模拟的计算量,为在汽车开发早期阶段预测气动噪声提供了可行的途径。

基于主动射流的汽车后视镜区域气动噪声控制

使用大涡模拟和声扰动方程求解后视镜区域气动噪声的非定常流场和声场.通过比较前侧窗19个测点能量平均总压力级的仿真和试验结果发现,两者仅相差2.3 dB(A),它们频谱变化趋势相同,量值差异较小.在此基础上,建立了主动射流模型,并改变射流位置、方向和速度等参数,采用子域仿真方法得到最优射流方案.将最优射流方案置于整车气动噪声仿真模型中,通过与原始模型对比发现,主动射流增大了后视镜尾部的时均压力,减小了压力梯度,降低了后视镜区域涡流强度,使整车气动阻力系数减少0.002,前侧窗网格节点能量平均的总声功率级降低1.8 dB(A),湍流脉动总功率级降低0.3 dB(A).

基于仿生的A柱-后视镜区域气动降噪研究

在某SUV车型的A柱-后视镜区域建立了6种仿生模型,稳态计算采用SST k-ω湍流模型,瞬态计算采用大涡模拟(LES),探讨了流场和声场的气动特性。仿真与风洞实验结果对比表明,仿真的监测点压力系数与实验数据基本吻合,1/3倍频程声压级曲线也比较一致。仿真结果表明,6种仿生模型都起到了降低噪声的作用,尤其在人耳敏感的中高频域降噪效果更为明显。其中,仿生模型1(A柱凸起结构)与原模型相比,降低了涡流强度,对流线具有梳理作用。总声压级的分析表明,仿生凸起模型局部降噪效果明显,仿生凹坑模型降噪效果均匀。

汽车后视镜气流噪声的数值模拟和实验研究

针对汽车后视镜的气流噪声问题,分析其产生机理和影响因素。以某汽车为例建立CFD(computational fluiddynamics)分析模型。根据大涡模拟模型和莱特希尔-卡尔方程,利用FLUENT软件进行数值模拟。针对模拟结果提出后视镜合理性设计的判断方法,找出后视镜构形存在的噪声问题,并提出修改的措施。最后,对修改前后分别进行数值模拟对比分析和实验对比分析。实验对比分析发现,修改后车内噪声最高可降低1.2 dB。

某SUV外部后视镜尾流区域气动特性的研究

车外后视镜是汽车上的突出钝头体,对整车气动阻力和气动噪声有较大影响。采用风洞试验与SST k-ω湍流模型仿真相结合的方法,探讨了后视镜尾流区域气动特性。风洞试验结果表明,行驶中车外后视镜尾流区域存在逆压区域并产生回流。仿真结果表明,后视镜尾流区域存在低压区和近似半椭球的低速层,低速层中存在沿两条涡流中心轨迹线流动的反向旋转涡流,并伴有明显的湍流。低压区使后视镜产生局部压差阻力,低速层中的湍流造成前侧窗上的脉动压力,它们对整车气动阻力和气动噪声的影响较大。

汽车外后视镜风致振机理与特性

使用DrivAer简化模型,采用双向流固耦合方法对外后视镜的风致振特性进行研究,在STAR-CCM+中进行流场计算、采用Abaqus进行固体仿真,在协同仿真平台交换数据.仿真对比研究了后视镜固定与振动以及有无侧风时的尾流结构和振动特性.研究结果表明,受车身影响,后视镜边缘脱落的旋涡在尾流中未充分发展,涡激振动作用很小,镜面振动主要受风速主导,振动频率锁定于27.8 Hz不变,振幅随风速的提高而增强;当存在侧风时,流场对后视镜的作用力紊乱,低频区不再显示主频作用,且镜面振动加剧,此时涡脱在尾流中充分发展,恢复了较强的约164.5 Hz的高频涡激振动作用.

汽车车内气动噪声客观评价分析

本文中通过整车气动声学风洞试验,分别采用A计权声压级、响度和语音清晰度3种指标,对不同风速和不同偏航角下,车内气动噪声的变化以及后视镜密封和雨刮器对车内噪声的影响进行了分析。结果表明:不同风速下车内气动噪声的频谱特征相似;随着风速的增加,车内的A计权总声压级和响度几乎呈线性增加,而语音清晰度呈线性降低。不同偏航角下,车内风噪水平也有明显变化。随偏航角绝对值的增加,A计权总声压级和响度增大,而语音清晰度下降,但上升或下降的线性度稍差。此外,后视镜密封在0. 5-3kHz的中高频段对车内噪声的影响较大,而雨刮器的影响则主要在3-6. 3kHz的高频段。从数值上看,无论对后视镜的密封还是雨刮的影响进行分析时,语音清晰度都比响度和A计权总声压级更敏感。

某SUV 气动噪声性能试验与数值仿真研究

为评估某SUV车型气动噪声,运用格子玻尔兹曼(LBM)与统计能量分析(SEA)法相结合的方法对该车型进行数值仿真,得到车外监测点及车内响应结果,并与试验结果进行比对分析,验证了该方法的可靠性。采用该方法对某SUV车型后视镜支座上表面倾斜角度进行优化,仿真结果表明,优化方案使车内语音清晰度(AI)提高了2.6百分点,1~5 kHz频域声压级减小了1~3 dB(A),试验结果表明,优化方案车内语言清晰度提高了3百分点,1~5 kHz频域声压级减小了1~3 dB(A),验证了该方法在车型开发前期的可行性。

某SUV后视镜镜臂气动噪声试验

汽车在高速行驶(速度超过100 km/h)时,气动噪声对车内噪声环境影响起主导作用.因此,对车外噪声源的控制显得尤为重要.采用试验的方法,研究了后视镜的镜臂不同长度参数对车内噪声环境影响的变化规律,推导出后视镜镜臂参数与车内声能量、语言清晰度呈对数变化规律,且响度呈现出非线性变化规律,得到了后视镜镜臂长度参数控制在40~50 mm,声压级减小0.6 dB(A)约0.5%,语言清晰度提高5.4%,AI相对贡献9%~14%,响度降低0.5~0.6宋,相对贡献1.7%~2.1%.初步获得后视镜镜臂长度参数的控制技术,改善了车内的噪声环境,提高了车内的声品质.

基于A柱后视镜车内气动噪声数值模拟与预测

针对后视镜引起的前侧窗与车内气动噪声问题,采用计算流体力学(CFD)方法对某商用车进行车外后视镜区域数值模拟和车内噪声预测的研究。稳态分析采用RANS模型中SST(Menter)k-ω模型,瞬态分析采用基于SST(Menter)k-ω的分离涡模拟(DES);通过分析后视镜侧窗区域的稳态静压力与瞬态动压力、速度和涡量云图,揭示了因A柱后视镜而产生车窗表面的湍流压力脉动的机理;同时求解瞬态流场获得两侧车窗表面湍流压力脉动载荷。采用声学FEM方法将车窗表面湍流压力脉动作为边界条件来计算气动噪声的传播,基于车内声学空间不同频率的声压级云图分布规律,说明了车内气动噪声主要集中在中低频段和声压级最大的分布区域;驾驶员左耳旁声压级曲线展示了20-2500 Hz频段内声压级变化规律。最后进行实车道路滑行测试,证实了气动噪声在车速80-110 km/h时较为明显的结论;采用CFD结合声学有限元的方法可较为准确地预测车内100-2500 Hz气动噪声的声压级,为优化后视镜、降低驾驶室内气动噪声提供仿真和试验的技术方案。

汽车后侧窗风振问题的研究

通过与风洞试验对比并考虑乘客舱内部壁面的屈服、吸收及泄漏特性,建立了一套数值计算方法,将不同速度下数值计算得到的风振噪声最大声压级及其发生频率与风洞试验结果进行对比,验证了其准确性。基于计算模型,分析了汽车后侧窗风振现象产生的主要原因及其影响因素,并进行了优化,优化效果较好,能有效缩短开发周期并降低后期实车风洞试验成本。

某轻客后视镜的CFD分析与改进

应用CFD方法对某轻客的外流场进行仿真分析,计算该车型的整车风阻系数,分析后视镜的流场特性,并对后视镜结构进行改进设计。

车身简化模型中A-立柱和后视镜风噪的试验研究

为研究车身A柱和后视镜的风噪,建立汽车简化模型。基于气动声学风洞试验,设计了外形配置不同的5种模型。以A计权声压级和语音清晰度为评价指标,对侧窗外表面、远场和车内风噪展开对比分析。结果表明:A柱涡区域内高频风噪衰减较快;方形A柱对后视镜风噪具有明显掩蔽作用;后视镜风噪中存在压力级峰值,对应特征频率随风速升高而增加;随风速升高,各模型车窗、远场和车内风噪均明显增加;偏航时,车窗风噪在全频段内表现出迎风侧降低、背风侧升高的趋势,远场风噪与车内风噪在不同频段展现相同趋势。