汽车空气动力噪声.pptx

U
L :空腔特征长度
i 0,1,2,3
L
气动噪声特征（狭带）
3、亥姆霍兹共鸣
fC
s
2 v(H 0.8D)
C：音速
S：断口面积
D：断口直径
V：断口容积
H：断口的长度
气动噪声特征 （狭带）
4、窗漏音
fC
s
2 v(H 0.96 S)
C：音速
S：开口面积
V：驾驶室或车舱容积
H：开口口的长度
开口部如车顶天窗，侧窗附近涡流产生频率 和驾驶室空间噪声频率大致相等，产生最大窗漏 噪声，多为车速在40→80km/h开始产生
-
2、四极子声源与流场的平均速度8次方成正比
＋
＋
-
流场：呈双振荡状
＋
＋
声场：两极或四极
气动噪声特征（狭带，特定频率域产生的狭带域音）
1、边缘音
f 1 (i 0.25) U
4
L
i 0,1,2,
U：流速
L
2、气动噪声特征（狭带）
2、空腔谐振声
f 0.6(i 0.25) U L
U :流速
（2）改善广带域音的方法可以是减小高速行车时，气流或能量的吸出， （车身局部形成较高负压力区，造成内流的吸出）减小车身缝隙，采用吸 音材料。
气动噪声特征 （广带，三维分离具有音域广的特性）
（1）汽车表面的脉动压力：当汽车高速行驶，车身和周围的空气相对 作用，产生气流分离，涡流，涡流湍流相互作用，形成强大的脉动压力。
第二轮外后视镜表面的风阻略大于第一轮外后视镜，增加了约4.4%； 通常情况下，整车风阻在0.28～0.32之间，后视镜的增加量0.0006对于整车 风阻而言是个极小的量，可以忽略不计；
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计算结果-表面宽频噪声分布云图
第一轮外后视镜
第二轮外后视镜
第二轮后视镜外形在靠近车体的一侧圆角更大，使得该处气体流动更为
顺畅，从而减小了后视镜表面的气动噪声；
计算第二轮后视镜表面最大宽频噪声；
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流动迹线
迹线 外后视镜
（1）从迹线分布情况来看，为减小气动噪声，气流流经后视镜的气体从车体 侧面经过，不要再吹向玻璃，再附着在玻璃上。
（2）迹线要求流线明显，反映较低的风阻系数
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截面速度矢量图
涡流
截面的速度矢量图来看：减小气流的涡流区域，减小气流分离面
2、进气噪声产生机理
（1）进排气噪声均属于空气动力噪声，由于气体扰动 以及气体和其他物体相互作用而产生的噪声称为空气动力 噪声 。直接向大气辐射的空气动力噪声包括：进气噪声、 排气噪声、冷却风扇噪声。
（2）发动机进气噪声是由进气阀周期性开闭而产生的 压力波动所形成的。
（3）进气噪声主要包括：周期性压力脉动噪声、涡流 噪声、气缸的玄姆霍兹共振噪声和进气管的气柱共振噪声。
2、双极子声源与流场的平均速度6次方成正比
流场：呈振荡状
－Байду номын сангаас
＋
声场：两级相反
一、流场中声源的分类
1、四极子声源：可以看做两个相位不同的双极子声源构成了四极子声源， 其距离近但相位相反（媒体没有质量热量注入，由气体的粘性作用产生的辐 射声波）。气流的三维分离的情况可看做双极子声源。在高排气速度下，排 气管声源为4极子声源，高速情况下四极子声源比例大。
2、单极子声源与流场的平均速度4次方成正比。
＋
流场：呈放射状 声场：在球面上的均匀
一、流场中声源的分类
1、双极子声源：可以看做两个点源，其距离近但相位相反。（流场中有 障碍物，流体和物体产生不稳定的反作用力，双极子为力声源）。气流的准 二维分离的情况可看做双极子声源，如风吹电线，低速风过车身顶盖缝隙等。
（2）汽车表面的脉动压力传递途径： 1）渗漏噪声：通过车身缝隙传播的噪声 2）穿透噪声：脉动压力作用与车身壁面诱发钣金、其他构件振动向
车内辐射的噪声 （3）渗漏噪声分两部分：1）以车身外部脉动流通过密封件形成的质量
流（单极子声源）其在渗漏噪声中占主导作用；2）缝隙气流分离（二维， 三维）产生双极子和四极子声源
对二维流动的干预
在天线上缠绕螺旋线
在天窗上装置合适材料 特性的双层密封条
对三维流动的干预
细节造型设计有助于降低后视镜区域的噪声。在一些轿车后视镜的设计上， 采用了凹槽、凸缘用以影响后视镜尾流，如图
计算结果-风阻系数
第一轮外后视镜
后视镜表面风阻 Cd=0.01238
第二轮外后视镜
Cd=0.01292
（5）同时，进气过程中的高速气流流过进气门流通截面 时，会形成涡流噪声，由于进气门流通截面是不断变化的， 涡流噪声主要集中在1000-2000Hz之间的高频范围；
2、进气噪声产生机理
（4）进气阀门开启时，活塞由于上止点下行吸气，临近 活塞的气体分子以同样的速度运动，这样在进气管内产生一 个压力脉冲，随着活塞的继续运动，它受到阻尼；当进气门 关闭时，同样产生一个有一定持续时间的压力脉冲，于是产 生了周期性的噪声——脉冲噪声，其噪声频率成分主要 集中在200Hz以下的低频范围。
一、流场中声源的分类
1：单极子声源 2：双极子声源 3：四极子声源 4：实际存在的声源 5：壁面(软、硬)上的湍流边界层的声源
一、流场中声源的分类
1、单极子声源：可以看做点源，其由纯放射的运动压缩周围的流体，而 成的声源（媒质中流入质量和热量不均匀时形成声源）。如沸腾的开水，水 雷的爆炸，由于排气管很短，而声音在固体中波长远大于排气管长度，可看 成单极子声源。
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进气噪声
1、进气系统 发动机是汽车的心脏，而进气系统则是发动机的动脉，也有人将进气系 统比喻为汽车的呼吸系统。进气系统的合理性直接影响发动机的性能、寿命， 从而影响整机的性能、寿命及环保性。 进气系统包含了进气歧管、进气门机构、空气滤清器。 空气滤清器一般由进气导流管、空气滤清器盖、空气滤清器外壳和滤芯 等组成。空气滤清器的功用主要是滤除空气中的杂质或灰尘，让洁净的空气 进入气缸。实践证明，发动机不安装空气滤清器，其寿命将缩短2/3。另外， 空气滤清器也有降低进气噪声的作用。
气动噪声特征 （狭带）
5、振动噪声
f
Sr
v D
S
：斯特劳哈尔数
r
v：气流流速
D：特征长度
流动通过圆柱时在下流产生规则的涡， 有该涡产生的噪声称为振动噪声，处于 b/a=0.2806稳定状态下的涡称为卡门涡
a U
b
气动噪声特征 （广带，三维分离具有音域广的特性）
（1）流场中实际存在的声源为以上各种声源的集合体，由于三维分离 流动在汽车车速范围内（60→350km/h），气流分离点、面位置基本固定在 某特定的小范围内，气动阻力系数变化量很小！广带域音的声源几乎不受 车速变化影响。