汽车外部空气动力噪声研究

论文摘要

本文应用数值模拟与风洞试验相结合的方法系统的研究了汽车外部空气动力噪声特性。针对当前气动噪声数值模拟的重点与难点,提出汽车外部气动噪声的子域数值模拟方法。应用稳态雷诺平均那维尔-斯托克斯方法确定了汽车外部气动噪声的关键区域,进而通过网格重新生成、稳态计算结果映射技术以及大涡模拟方法对气动噪声关键区域（子域）进行瞬态数值模拟,获得了流场的瞬态特性与气动噪声的频域特性。分析了车外后视镜与车顶行李架横向杆件对气动噪声的影响。通过低噪声汽车风洞试验测量瞬态速度场与气动噪声,验证了子域数值模拟方法的正确性与可靠性。将子域数值模拟方法应用于工程实际,分析了某轻型客车与某运动型汽车的外部气动噪声特性,在新车型开发的早期阶段评价了气动噪声水平并为降噪设计提供指导。

论文目录

• 提要
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景与意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 理论研究
• 1.2.2 试验研究
• 1.2.3 数值模拟研究
• 1.2.4 汽车外部气动噪声的研究重点
• 1.3 研究内容
• 第2章 研究方法与研究基础
• 2.1 汽车气动噪声声源的分类
• 2.1.1 泄漏噪声与边缘噪声
• 2.1.2 空腔共鸣噪声
• 2.1.3 风鸣噪声
• 2.1.4 风激流噪声
• 2.2 汽车气动噪声的研究方法
• 2.2.1 理论基础
• 2.2.2 试验方法
• 2.2.3 数值模拟方法
• 2.3 适用于工程实际的汽车外部气动噪声数值模拟流程
• 2.4 研究基础
• 2.4.1 稳态RANS 方法模拟
• 2.4.2 稳态RANS 模拟结果分析
• 2.5 本章小结
• 第3章 后视镜区域气动噪声的数值模拟
• 3.1 简化驾驶室模型与后视镜模型
• 3.2 稳态数值模拟
• 3.2.1 网格生成与求解设置
• 3.2.2 稳态数值模拟结果
• 3.3 瞬态数值模拟
• 3.3.1 子域选取与网格细化
• 3.3.2 稳态结果映射
• 3.3.3 子域求解设置
• 3.3.4 瞬态数值模拟结果
• 3.4 气动噪声数值模拟结果
• 3.5 本章小结
• 第4章 车顶行李架气动噪声的数值模拟
• 4.1 二维行李架模型的气动噪声数值模拟
• 4.1.1 二维几何模型与计算域
• 4.1.2 网格生成
• 4.1.3 边界条件与求解设置
• 4.1.4 计算结果
• 4.2 三维行李架模型的气动噪声数值模拟
• 4.2.1 三维几何模型
• 4.2.2 稳态数值模拟
• 4.2.3 子域瞬态数值模拟
• 4.3 本章小结
• 第5章 风洞试验验证
• 5.1 气动噪声的风洞试验要求
• 5.1.1 低噪声风洞
• 5.1.2 试验模型与试验项目
• 5.2 定性试验
• 5.2.1 表面丝带法
• 5.2.2 油膜法
• 5.3 激光粒子测速试验（PIV）
• 5.3.1 PIV 系统简介
• 5.3.2 后视镜尾流区速度场测量
• 5.3.3 行李架尾流区速度场测量
• 5.4 气动噪声测量
• 5.4.1 噪声测量设备
• 5.4.2 背景噪声测量
• 5.4.3 后视镜气动噪声试验
• 5.4.4 行李架气动噪声试验
• 5.5 气动噪声风洞试验与数值模拟结果对比
• 5.5.1 后视镜尾流气动噪声
• 5.5.2 行李架尾流气动噪声
• 5.6 本章小结
• 第6章 气动噪声数值模拟的工程应用
• 6.1 后视镜区域气动噪声
• 6.1.1 几何模型
• 6.1.2 网格生成与求解设置
• 6.1.3 稳态数值模拟结果
• 6.1.4 子域选取与网格细化
• 6.1.5 稳态RANS 结果映射
• 6.1.6 求解设置
• 6.1.7 瞬态数值模拟结果
• 6.1.8 气动噪声计算结果
• 6.2 行李架横向杆件产生的气动噪声
• 6.2.1 几何模型
• 6.2.2 网格生成与求解设置
• 6.2.3 稳态数值模拟结果
• 6.2.4 子域选取与网格细化
• 6.2.5 稳态RANS 结果映射
• 6.2.6 求解设置
• 6.2.7 瞬态数值模拟结果
• 6.2.8 监测点声压级曲线对比
• 6.3 本章小结
• 第7章 全文总结
• 7.1 论文研究工作和结论
• 7.2 创新点
• 7.3 展望
• 参考文献
• 攻博期间发表的学术论文及其它成果
• 致谢
• 摘要
• ABSTRACT