基于后视镜基座造型的非光滑表面对气动噪声的影响研究

摘要

随着我国汽车工业的快速发展，汽车市场的竞争日益激烈，人们在关注汽车动力性，安全性，燃油经济性的同时，对汽车乘坐舒适性也提出了更高的要求，而汽车高速行驶时的气动噪声水平是影响乘坐舒适性的主要因素之一。流经后视镜的高速气流引起的复杂流场运动造成后视镜流域的压力波动，进而产生作用于车身的脉动压力，形成气动噪声，因此后视镜区域的气动噪声是车外气动降噪的研究重点。
　　研究表明仿生非光滑表面的扰流效应对控制流场结构，降低气动噪声具有一定作用。本文以后视镜基座特征为研究点，通过综合三种类型的基座造型展开研究，探讨基座造型对非光滑表面后视镜气动降噪的影响。然后选取对非光滑表面气动降噪效果较好的基座造型，建立流线型后视镜为研究对象，进一步研究非光滑表面在侧风下的气动降噪效果。
　　首先考虑到汽车A柱与侧窗区域对汽车气动噪声的重要性，以楔形体为基础模拟汽车A柱及侧窗区域的外流场状态。基座造型采用侧窗全连接、侧窗半连接及门外板连接三种典型的连接方式。在后视镜罩表面布置非光滑单元体，以SST k方法进行流场稳态计算得到后视镜流域内的流动状态和涡流结构，然后以分离涡模拟（Detached Eddy Simulation,DES）与计算气动声学（Computational Aeroacoustics,CAA）结合得到侧窗区域监测点的声压级频谱。通过综合对稳态与瞬态计算结果的分析，探讨基座造型在非光滑表面气动降噪中的影响，结果显示侧窗全连接和侧窗半连接后视镜对非光滑表面气动降噪效果较好。
　　在以上的研究基础上，选取侧窗半连接方案建立流线型的后视镜模型，研究侧风对非光滑表面降噪的扰动作用，同时进一步验证非光滑表面后视镜的气动降噪作用。以标准的MIRA模型为基础，采用在后视镜罩边缘布置非光滑凹坑单元的方案，通过仿真模拟，得到侧风和无侧风工况下后视镜流域内的流场结构、压力云图及侧窗区域监测点的声压级曲线。综合仿真结果进行分析，结果表明在后视镜罩边缘布置仿生凹坑单元的方案对降低气动噪声具有较好的效果，同时侧风对后视镜流域的扰动也影响了非光滑表面的气动降噪效果，非光滑表面后视镜在侧风下背风侧的气动降噪效果最好。

目录

声明

第1章 绪论

1.1 研究背景和意义

1.2 国内外研究现状

1.3论文的主要研究工作

第2章 汽车气动噪声和仿生学理论与研究方法

2.1声学理论

2.2 汽车气动噪声的类别

2.3 气动噪声的研究方法介绍

2.4 仿生学理论

2.5 本章小结

第3章 基座造型对非光滑表面后视镜气动降噪的影响

3.1仿真模型的建立及参数设置

3.2稳态模拟计算与分析

3.3瞬态计算与分析

3.4 本章小结

第4章 侧风下的汽车非光滑表面后视镜气动降噪研究

4.1仿真模型的建立及参数设置

4.2 稳态计算结果分析

4.3 瞬态计算结果分析

4.4本章小结

总结与展望

参考文献

致谢

附录A 攻读学位期间所发表的学术论文及专利