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基于后视镜基座造型因素的车内噪声研究

作　者: 刘力
导　师: 陈鑫
学　校: 吉林大学
专　业: 工业设计工程
关键词: 汽车后视镜基座造型车内噪声
分类号: U463.85
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 29次
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内容摘要

后视镜作为车外十分突出的附件,对气动噪声有着重要影响。现有关于后视镜区域噪声的研究,多集中于对特定的后视镜造型进行分析和优化,较少关于类比性及系统性的研究,且国内的研究多着眼于镜罩的形态,对于后视镜基座形态的研究并不多见。鉴于此,本文将车外后视镜的基座造型做了三种分类,并对比分析各基座类型的流场特性以及对车内噪声的影响。本文首先建立车身数值模型并确定车外流场计算域尺寸,由于车身结构近似对称,所以采用半车身模型进行模拟以节省计算时间。之后本文对车身外流场进行了数值模拟,车身表面生成了满足要求的边界层网格,并细化关键区域(侧窗附近)的网格尺寸,以此获得更加真实的模拟结果。流场模拟过程分为稳态模拟和瞬态模拟两个步骤。稳态模拟选用可实现的k-ε模型(Realizable k?ε),用以分析车身表面流场特性及压力分布,并根据声功率级分布情况快速识别噪声源,为车内噪声分析提供参考。瞬态模拟选用大涡模拟(LES),时间步长等参数是参考后视镜区域涡流周期进行设置的。瞬态模拟时,侧窗各监测点的选取采用了非均匀、分层的布置方式,这样不仅可以重点分析关键部位的噪声水平,其均值还对整个侧窗起到“加权”的作用,以此更好的反映侧窗噪声的整体情况。文中对各监测点频谱数据做了详细的对比分析,并解释了产生差异的原因,其结果与流场分布及压力分布保持了较好的一致性。想要预测车内噪声,还要将瞬态模拟过程中得到的噪声频谱数据作为加载激励,输入到统计能量分析方法(SEA)的模型中去。鉴于SEA方法无法计算某点的精确值,只能得到某一区域的平均值,车身细部结构对其影响不大,所以将车身SEA子系统做了相应的简化。文中对SEA子系统的划分、连接、附材料属性、关键参数的确定以及加载激励的选择等,都做了较为详细的介绍。经过上述模拟过程,得到了三种基座造型(半连接、全连接、门外板连接)在不同频率段上对车内噪声的影响,并分析了原因,得到了一系列有意义的结论。最后,本文提出了后视镜基座造型的优化方案,并针对非光滑表面的减阻降噪方法进行了初步分析和探讨。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章绪论  9-13
  1.1 研究背景及意义  9
  1.2 研究现状  9-11
    1.2.1 国内研究现状  9-10
    1.2.2 国外研究现状  10-11
  1.3 本文研究内容  11-13
第2章汽车声源分析及气动噪声理论基础  13-21
  2.1 汽车噪声源分类  13-15
    2.1.1 发动机噪声  13
    2.1.2 轮胎噪声  13-14
    2.1.3 传动系噪声  14
    2.1.4 路面噪声  14-15
    2.1.5 空气动力噪声  15
  2.2 气动噪声  15-18
  2.3 计算气动声学  18-19
    2.3.1 计算气动声学与计算流体力学  18
    2.3.2 声类比方法  18-19
  2.4 本章小结  19-21
第3章仿真模型及参数设置  21-33
  3.1 后视镜区域的噪声机理分析  22
  3.2 后视镜及基座的仿真模型  22-24
  3.3 边界条件  24-25
  3.4 数值模拟  25-28
    3.4.1 湍流模型的选取  26-28
    3.4.2 CFD 与SEA 的耦合计算  28
  3.5 统计能量分析法  28-32
    3.5.1 SEA 子系统  28-30
    3.5.2 SEA 模型子系统的连接  30-31
    3.5.3 SEA 子系统的材料属性  31-32
  3.6 本章小结  32-33
第4章后视镜基座造型形式对车内气动噪声的影响研究  33-59
  4.1 车身外流场稳态模拟结果分析  33-41
    4.1.1 侧窗附近空间流场对比分析  34-35
    4.1.2 车身表面流场分布对比分析  35-37
    4.1.3 车身表面压力分布对比分析  37-39
    4.1.4 侧窗表面声功率级与声压级  39-41
  4.2 车身外流场瞬态模拟结果分析  41-47
  4.3 车内噪声模拟结果分析  47-52
    4.3.1 关键参数的确定  48-49
    4.3.2 加载模型及结果分析  49-52
  4.4 对比研究分析  52-57
    4.4.1 混合模型及连接  52-54
    4.4.2 对比结果分析  54-57
  4.5 本章小结  57-59
第5章后视镜基座造型的优化研究探索  59-69
  5.1 后视镜及基座表面非光滑处理  59-67
    5.1.1 非光滑颗粒参数的确定  59-60
    5.1.2 优化结果分析  60-64
    5.1.3 对比研究分析  64-66
    5.1.4 Ａ柱非光滑处理  66-67
  5.2 本章小结  67-69
第6章全文总结  69-71
参考文献  71-75
作者简介及在学期间所取得的科研成果  75-76
致谢  76

基于后视镜基座造型因素的车内噪声研究

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