汽车空气动力学第六章 汽车空气动力噪声
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(1)风扇的外形 (2)减小风上游的湍流度 (3)应降低风扇叶尖处及缝隙处产生的强噪声。 (4)风扇设计
(1)风扇的外形
现实存在的声源，多为各种声源的相位及时间 交叉的特别集合体，大部分是双极子和四极子 声源的集合体。 当研究噪声问题时，应首先判断噪声的种类及 各噪声源间的相互作用。
5.壁面(软、硬)上的湍流边界层的声源
(1)大而平的壁面(图6-2) 用满足壁面不平滑，涡的大小与边界层厚度大 致相等的模型进行的研究表明：非常大而平的壁面的前端和后端对噪声的 影响很小，可以忽略不计。 (2)坚固的曲面壁(图6-3) 在坚固的曲面壁上，产生双极子声源，其振幅 在直线方向上与δ/R成线性关系，当R≫δ时，产生的声可忽略不计。 (3)凸凹的壁面(图6-4) 在凸凹的壁面上，当不考虑粘性(无分离状态)时， 放射的声场与双极子声源相同。 (4)表面处理过的壁面(图6-5) 表面处理过的壁面不仅产生单极子声源， 同时出现双极子、四极子声源。
二、流场的状态与气动噪声
图6-7 表面埋声级计的方法
二、流场的状态与气动噪声
二、流场的状态与气动噪声
图6-8 表面声压级峰值分布 a)带棱角的立方体(β＝0°) b)带棱角的立方体(β＝30°) c)圆弧形立方体(β＝0
°) 105dB(A)
二、流场的状态与气动噪声
图6-9 各种流场的平均噪声分布
二、空腔共鸣与窗开口共鸣声
图6-19 空腔共鸣器
二、空腔共鸣与窗开口共鸣声
共鸣器的共鸣频率为：
（6-1）
三、尖叫声
把一个尖楔状的物体放在从细缝中排出的气流 的后部，由于细缝排出的气流在尾流区形成涡 列，这种涡受到楔状物很强的影响，致使流场 的压力产生很大的变动而发出强声，称尖叫声。
四、风扇噪声
二、流场的状态与气动噪声
图6-10 带棱角的立方体气流流动模式图1
二、流场的状态与气动噪声
图6-11 圆弧形立方体气流流动模式图
二、流场的状态与气动噪声
图6-12 带棱角的立方体气流流动模式图2
三、汽车的气动噪声分布情况
1.横摆角为30°时的气动噪声分布情况 2.横摆角为20°时的气动噪声分布情况
横摆角为20°时，侧窗前部的涡流区与箱状物相同， 侧窗中部显示出附着流特性,侧窗后部显示出再附着流 特性，顶盖上部的噪声分布与附着流区相似。四、外 形的突起物对气动噪声的影响
四、外形的突起物对气动噪声的影响
图6-14 分离流内3点声压级的变化(距凸起 位置150mm、450 mm、750mm下流的各点)
KQ3
主编
第六章 汽车空气动力噪声
第一节 流场中的声源 第二节 汽车气动噪声分析 第三节 汽车周围的流场与汽车的气动噪声
第一节 流场中的声源
一、流场中声源的分类 二、流场的状态与气动噪声 三、汽车的气动噪声分布情况 四、外形的突起物对气动噪声的影响 五、流场中的声源与气动噪声的关系
一、流场中声源的分类
二、流场的状态与气动噪声
根据试验分析，各种流场的气动噪声状况如下： 1)涡流区的声压高于附着流内的声压级15～20dB。 2)简单地把方形立方体前端外形改成圆弧形，可使噪声明显降低。 3)在频率为350～1000Hz的涡流处声压级最高，其次是再附着流处，再次 是分离区。 4)图6-8a所示的状态下，前端部的分离区域内越接近尾流区，噪声越大。 5)方形立方体有强涡流生成区，噪声非常大。 6)在气流再附着区，越接近上流，噪声越大，这是由于上流流速大所致。 7)图6-10、图6-11、图6-12为图6-6所示的供试体周围的流动模式图。
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
图6-1 流场中声源的分类
1.单极子声源
单极子声源可看做振动质量流量的点源，它是 由纯放射状的运动压缩周围流体而发出声的声 源。如果在点声源的中心放置小风船，则随着 该处流量的增减，风船会伸缩，不论伸或缩，Байду номын сангаас其都将发声。
2.双极子声源
双极子声源由两个很接近且相位差为180°的单 极子声源构成。这两个单极子声源向内部及向 外部的流动相同，它们沿轴成放射状运动，具 有声场的最大指向性。
3.四极子声源
两个相位不同的双极子声源构成了四极子声源。 由于轴的方向不同，四极子声源分为两种：横 向四极子声源及纵向四极子声源。
4.实际存在的声源
第二节 汽车气动噪声分析
一、汽车气动噪声的定义与分类 二、空腔共鸣与窗开口共鸣声 三、尖叫声 四、风扇噪声 五、管系噪声
一、汽车气动噪声的定义与分类
(1)风噪声 由于车身周围的气流分离致使其压力变动而产生的噪声。 (2)吸出声(风漏声) 由于驾驶室及车身缝隙吸气与车身周围气流的相互作 用而产生的噪声(窗开口除外)。 (3)其他噪声 1)由开窗或窗开口引起的噪声； 2)尖叫声； 3)风扇噪声； 4)导管、通气管及水管等管系噪声； 5)天线、刮水器、后视镜及扰流器等车身附件振动引起的噪声。
四、外形的突起物对气动噪声的影响
图6-15 由凸起高度引起的风噪声 变化(凸起距侧窗内50mm处)
五、流场中的声源与气动噪声的关系
图6-16 风噪声的车速特性
五、流场中的声源与气动噪声的关系
图6-17 有沟槽情况下的风噪声车速特性
五、流场中的声源与气动噪声的关系
图6-18 有大的吸出声情况下的风噪声车速特性
1.横摆角为30°时的气动噪声分布情况
图6-13 轿车模型侧方和后窗的噪声分布(横摆角为30°)
1.横摆角为30°时的气动噪声分布情况
1)侧窗前部的涡流区与箱状物体相同，侧窗后部与高频涡流区相似，低频 区与再附着区相近。 2)后窗表面的噪声分布与箱状物的分离区相近。
2.横摆角为20°时的气动噪声分布情况
(1)大而平的壁面(图6-2)
图6-2 大而平的壁面
(2)坚固的曲面壁(图6-3)
图6-3 坚固的曲面壁
(3)凸凹的壁面(图6-4)
图6-4 凹凸的壁面
(4)表面处理过的壁面(图6-5)
图6-5 表面处理过的壁面
二、流场的状态与气动噪声
图6-6 立方体的试验 a) 棱角的立方体 b)前端圆化立方体
(1)风扇的外形
现实存在的声源，多为各种声源的相位及时间 交叉的特别集合体，大部分是双极子和四极子 声源的集合体。 当研究噪声问题时，应首先判断噪声的种类及 各噪声源间的相互作用。
5.壁面(软、硬)上的湍流边界层的声源
(1)大而平的壁面(图6-2) 用满足壁面不平滑，涡的大小与边界层厚度大 致相等的模型进行的研究表明：非常大而平的壁面的前端和后端对噪声的 影响很小，可以忽略不计。 (2)坚固的曲面壁(图6-3) 在坚固的曲面壁上，产生双极子声源，其振幅 在直线方向上与δ/R成线性关系，当R≫δ时，产生的声可忽略不计。 (3)凸凹的壁面(图6-4) 在凸凹的壁面上，当不考虑粘性(无分离状态)时， 放射的声场与双极子声源相同。 (4)表面处理过的壁面(图6-5) 表面处理过的壁面不仅产生单极子声源， 同时出现双极子、四极子声源。
二、流场的状态与气动噪声
图6-7 表面埋声级计的方法
二、流场的状态与气动噪声
二、流场的状态与气动噪声
图6-8 表面声压级峰值分布 a)带棱角的立方体(β＝0°) b)带棱角的立方体(β＝30°) c)圆弧形立方体(β＝0
°) 105dB(A)
二、流场的状态与气动噪声
图6-9 各种流场的平均噪声分布
二、空腔共鸣与窗开口共鸣声
图6-19 空腔共鸣器
二、空腔共鸣与窗开口共鸣声
共鸣器的共鸣频率为：
（6-1）
三、尖叫声
把一个尖楔状的物体放在从细缝中排出的气流 的后部，由于细缝排出的气流在尾流区形成涡 列，这种涡受到楔状物很强的影响，致使流场 的压力产生很大的变动而发出强声，称尖叫声。
四、风扇噪声
二、流场的状态与气动噪声
图6-10 带棱角的立方体气流流动模式图1
二、流场的状态与气动噪声
图6-11 圆弧形立方体气流流动模式图
二、流场的状态与气动噪声
图6-12 带棱角的立方体气流流动模式图2
三、汽车的气动噪声分布情况
1.横摆角为30°时的气动噪声分布情况 2.横摆角为20°时的气动噪声分布情况
横摆角为20°时，侧窗前部的涡流区与箱状物相同， 侧窗中部显示出附着流特性,侧窗后部显示出再附着流 特性，顶盖上部的噪声分布与附着流区相似。四、外 形的突起物对气动噪声的影响
四、外形的突起物对气动噪声的影响
图6-14 分离流内3点声压级的变化(距凸起 位置150mm、450 mm、750mm下流的各点)
KQ3
主编
第六章 汽车空气动力噪声
第一节 流场中的声源 第二节 汽车气动噪声分析 第三节 汽车周围的流场与汽车的气动噪声
第一节 流场中的声源
一、流场中声源的分类 二、流场的状态与气动噪声 三、汽车的气动噪声分布情况 四、外形的突起物对气动噪声的影响 五、流场中的声源与气动噪声的关系
一、流场中声源的分类
二、流场的状态与气动噪声
根据试验分析，各种流场的气动噪声状况如下： 1)涡流区的声压高于附着流内的声压级15～20dB。 2)简单地把方形立方体前端外形改成圆弧形，可使噪声明显降低。 3)在频率为350～1000Hz的涡流处声压级最高，其次是再附着流处，再次 是分离区。 4)图6-8a所示的状态下，前端部的分离区域内越接近尾流区，噪声越大。 5)方形立方体有强涡流生成区，噪声非常大。 6)在气流再附着区，越接近上流，噪声越大，这是由于上流流速大所致。 7)图6-10、图6-11、图6-12为图6-6所示的供试体周围的流动模式图。
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
图6-1 流场中声源的分类
1.单极子声源
单极子声源可看做振动质量流量的点源，它是 由纯放射状的运动压缩周围流体而发出声的声 源。如果在点声源的中心放置小风船，则随着 该处流量的增减，风船会伸缩，不论伸或缩，Байду номын сангаас其都将发声。
2.双极子声源
双极子声源由两个很接近且相位差为180°的单 极子声源构成。这两个单极子声源向内部及向 外部的流动相同，它们沿轴成放射状运动，具 有声场的最大指向性。
3.四极子声源
两个相位不同的双极子声源构成了四极子声源。 由于轴的方向不同，四极子声源分为两种：横 向四极子声源及纵向四极子声源。
4.实际存在的声源
第二节 汽车气动噪声分析
一、汽车气动噪声的定义与分类 二、空腔共鸣与窗开口共鸣声 三、尖叫声 四、风扇噪声 五、管系噪声
一、汽车气动噪声的定义与分类
(1)风噪声 由于车身周围的气流分离致使其压力变动而产生的噪声。 (2)吸出声(风漏声) 由于驾驶室及车身缝隙吸气与车身周围气流的相互作 用而产生的噪声(窗开口除外)。 (3)其他噪声 1)由开窗或窗开口引起的噪声； 2)尖叫声； 3)风扇噪声； 4)导管、通气管及水管等管系噪声； 5)天线、刮水器、后视镜及扰流器等车身附件振动引起的噪声。
四、外形的突起物对气动噪声的影响
图6-15 由凸起高度引起的风噪声 变化(凸起距侧窗内50mm处)
五、流场中的声源与气动噪声的关系
图6-16 风噪声的车速特性
五、流场中的声源与气动噪声的关系
图6-17 有沟槽情况下的风噪声车速特性
五、流场中的声源与气动噪声的关系
图6-18 有大的吸出声情况下的风噪声车速特性
1.横摆角为30°时的气动噪声分布情况
图6-13 轿车模型侧方和后窗的噪声分布(横摆角为30°)
1.横摆角为30°时的气动噪声分布情况
1)侧窗前部的涡流区与箱状物体相同，侧窗后部与高频涡流区相似，低频 区与再附着区相近。 2)后窗表面的噪声分布与箱状物的分离区相近。
2.横摆角为20°时的气动噪声分布情况
(1)大而平的壁面(图6-2)
图6-2 大而平的壁面
(2)坚固的曲面壁(图6-3)
图6-3 坚固的曲面壁
(3)凸凹的壁面(图6-4)
图6-4 凹凸的壁面
(4)表面处理过的壁面(图6-5)
图6-5 表面处理过的壁面
二、流场的状态与气动噪声
图6-6 立方体的试验 a) 棱角的立方体 b)前端圆化立方体