轿车后视镜区域非定常压力场与气动噪声研究

【摘要】随着汽车工业的飞速发展，汽车已然走入人们的生活，成为我们中的一员。无论是商用车还是乘用车，人们在关注它们的动力性、安全性、稳定性的同时也对乘坐舒适性提出了更高的要求，汽车噪声对乘员舱内的影响日益突出，其中也包括气动噪声。国内外对后视镜、A柱引起的气动噪声的研究模型由简化模型逐渐向实际几何形状发展，这样可以更加清晰的描述后视镜、A柱产生的噪声，更好的研究降噪的改型。研究方法也从单一的实验研究阶段转向数值模拟和实验的相互结合、验证。数值模拟随着计算机性能的提高而能够将一些计算量较大的湍流模型应用到后视镜非定常流动中，以捕捉到更全面的湍流信息；风洞实验不仅可以为数值模拟方法提供验证支持，也能够提供更为直观、可信的实验结果。这些研究方法的发展都将更有利于解释气动噪声的产生原理以及对降噪提供基础。本文的数值模拟计算分别应用在以下两部分：第一部分是对放置在平板上的半圆柱和四分之一球形表示后视镜的简化模型的研究。通过简化模型验证子域数值模拟对于计算外部后视镜气动噪声的可靠性；通过对简化后视镜子域网格的划分，想要得知网格的精细程度对气动噪声模拟精度的影响；同时对比了细化子域内的直接计算气动噪声方法（CAA）和声类比方法（AA）的计算准确性，为后续的复杂模型的数值模拟计算提供了研究基础；第二部分是对整车1:2缩小比例模型的外流场以及后视镜、A柱、侧窗和前门板区域的噪声数值模拟。在稳态计算阶段，应用k-ωSST和k-Realizable湍流模型模拟出整车全流场的近壁区域不同的流动状态，近壁区域流动状态可以根据近壁区域网格的首层边界层高度决定，用无量纲距离y+表示，通过车身表面的流场结构以及压力系数Cp的对比明确稳态计算中可以适用于不同的y+范围内的湍流模型。瞬态计算阶段将全流场的稳态结果赋值给子域，子域是从整车模型截取出来的包括后视镜、A柱、侧窗和前门板的封闭区域，采用大涡模拟方法LES继续瞬态模拟获得子域内的流场和声场信息。风洞实验阶段继续进行上述整车比例模型的研究，通过油膜流态显示实验能够观察汽车周围空气的流动现象。采集各个监测点的静压值用来分析脉动压力与气动噪声间的关系：即压力波动大的点位于再附着线附近，且压力波动越大的点，产生的噪声越大。测量车外气动噪声，直观的获取到气动噪声的声压-频率结果，为该模型后视镜产生气动噪声数值模拟提供实验支持，声压随着频率的增加而降低，低频段内仿真值低于实验值，在高频段内仿真值接近实验值。
【作者】黄丽那；
【导师】杨博；
【作者基本信息】吉林大学，机械工程，2014，硕士
【关键词】后视镜；风洞实验；子域数值模拟；非定常压力场；气动噪声；

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