汽车后视镜的风噪声分析

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1、2007年CDAJ－China中国用户论文集汽车后视镜的风噪声分析TheAcousticSimulationofAutoRearviewMirro张建立（沈阳华晨金杯汽车有限公司研发中心，辽宁沈阳110141）关键词：噪声；后视镜；空气动力学；CFD摘要：汽车噪声对环境危害很大，汽车噪声的大小也是衡量汽车质量水平的重要指标。本文利用STAR-CD对某型汽车的后视镜进行了噪声分析，并对后视镜进行了改进，降低了后视镜的噪声。Abstract:Theautoacousticisveryharmfultotheenvironment,andtheacousticlevelisoneofthemo

2、stimportantcriterionoftheautoquatity.ThispaperintroducestheprocessoftheautorearviewmirroacousticsimulationwithSTAR-CD,andhowwereduceitsacousticlevelbymodifyingtherearviewmirro.Keyword:Acoustic；RearviewMirro；Aerodynamics；ComputationalFluidDynamics1前言汽车噪声对环境的危害很大，汽车在给我们带来现代物质文明的同时，也带来了环境噪声污染等社会问题。根

3、据噪声源的发声机理，汽车噪声主要有两类：机械噪声和空气动力学噪声。而在汽车高速行驶时，空气动力学噪声表现的尤为明显。空气动力噪声是由于气体流动中的相互作用或与固体间的作用而产生的，它包括空气通过车身缝隙或孔道进入车内而产生的冲击噪[1]声、空气流过车身外凸出物而产生的涡流噪声、空气与车身的摩擦声三个方面。其中后视镜引起的噪声是汽车空气动力学噪声的重要组成部分。作为汽车乘坐舒适性的重要评价指标，汽车噪音也在很大程度上反映了生产厂家的设计水平及工艺水平。因此，控制汽车噪音到最低水平一直是汽车设计者追求的方向。研究表明，为了降低车身空气动力学噪声并减小高速行驶时的阻力，应采用流线型车身并尽量减

4、少凸出部件，对于必须暴露的部件（如后视镜）也要尽可能设计成流线型，这样可以减少空气涡流，[2]减小空气与车身表面的撞击和摩擦。我们国家对机动车辆的噪声控制也非常重视，并颁布了《汽车加速行驶车外噪声限值和测量方法》（GB1495-2002）等标准来限制汽车行驶时的噪声[3]。本文利用著名的CFD软件STAR-CD对某轻型客车的后视镜进行了稳态的CFD噪声分析，得到了车身各处特别是后视镜附近的噪声源强度大小及其分布，为后视镜的优化设计提供了依据。-1-2007年CDAJ－China中国用户论文集2.模型建立及边界条件确定2.1几何模型建立根据某车型的三维CAD实体模型，取车身外表面生成几何模

5、型。考虑到汽车产品的复杂性，为了节约计算时间和减少网格数量，在不影响模拟精度的前提下，对车身表面、地板、底盘等做了一些简化处理；并对车体缝隙、进气隔栅等进行了缝合，以减少其对后视镜噪声的影响。但对模拟的关键部件，如后视镜等的细部结构则应尽量保留，如图1所示。由于车身表面非常复杂，而且CAD模型之间有许多缝隙和漏洞，如果直接在CAD软件中进行模型的前处理，需要花费大量的时间和精力。因此，我们采用先在Hypermesh中划分三角形的表面网格，这样表面的连接和修补相对容易，然后输出为Nastran格式，作为表面再导入到Pro-am中划分体网格。图2为后视镜放大图。图1几何模型图2后视镜放大图2

6、.2计算网格划分在本次分析中，利用自动网格生成软件Pro-am划分体网格，生成为非结构化贴体网格，绝大部分为六面体。对重点考察区域如后视镜附近、地板和尾流区进行了局部细划，以加强对此处流动细节的了解。由于汽车为左右对称，为了减少计算时间，取一半模型进行划分。计算区域取为长方体，长宽高分别为32m×5m×7m，上游距前车轴8m，如图3所示。整个模型流体网格632662个，其中边界层网格100751个。图4为计算网格的局部放大图。-2-2007年CDAJ－China中国用户论文集图3计算网格图4计算网格局部放大图2.3边界条件确定分析中入口采用INLET边界条件，入口速度为30m/s，沿X方

7、向，紊流强度为1%。出口为OUTLET边界条件。车身中面所在平面为Symmetry对称边界条件。侧面及顶部采用滑移壁面边界条件，底部及车身表面采用无滑移壁面边界条件。紊流模型采用高雷诺数k-ε湍流[5]模型。采用SIMPLE算法进行计算。3.计算结果及分析为降低后视镜噪声，我们对后视镜进行了流线化设计。通过对后视镜优化前后的噪声分析，我们得出了车身各处的噪声源强度大小及分布等。结果对比表明，后视镜优化设计后，噪声源强度有明显的降低。