电车风噪大?
在电动汽车时代,没有了内燃机噪声的隐蔽效应,车内的风噪更加凸显。为了提高NVH性能,一方面,采用夹层隔音玻璃,车门多层密封设计,在车身内部空腔采用隔断,阻隔声音的传播等等。这些措施通常会增加制造成本和重量。另一方面,在车身造型上控制间隙面差、减少空腔引起的湍流。优化车身外形,减少气流与车身的脱体,让气流在车身表面顺滑通过。而这些措施可以认为是减少风噪输入能量的主动控制手段。
实际情况下乘员感受到的噪声来自多个噪声源
汽车能通过外观设计降低风噪吗?
在回答这个问题之前,首先分析一下车外气流对噪声的影响。高速行驶的汽车外部风噪往往没有类似风扇或圆柱绕流等较为明显的周期性或特征频率,而呈现宽频噪声特性。当车速达到120km/h的时候,60-80%的能耗将用于克服空气阻力,这足以说明风阻系数对于燃油经济性的影响,尤其对于新能源车型而言,风阻的控制更直接关乎到车辆的续航表现。同时,根据空气动力学理论,风噪的大小与车速呈6次幂的关系。因此在高速工况下,风噪成为乘员舱内噪声的最主要影响因素。
风噪的贡献主要在中高频
湍流噪声主要是透过车窗玻璃传入乘员舱内部,所以也叫做Green House Noise。从下面几个图可以看出车身造型对风噪的影响:
后视镜、A柱区域的气流分离产生了强漩涡,由于离驾驶员的头部较近,这部分风噪更容易被感受到。
后视镜和A柱的漩涡噪声
发动机舱盖的特征线条引起的涡流
此外,发动机舱盖,雨刮器,摄像头,车载雷达等表面凹凸的一些特征也会产生噪声源。
后视镜尾迹区的气流噪声
前挡风玻璃底部的雨水槽引起的涡流噪声
汽车风洞实验
在风洞实验中可以精准的控制来流风速,湍流度,车身偏航角度。并通过“消去法”或“开窗法”查找薄弱环节。车外的麦克风阵列可以识别声源位置,并以图像形式显示3D噪声源分布,车内则放了人工头模仿人耳录制声音,还有球形阵列可以显示车内的声源分布位置,这样所有风噪都能被准确捕捉。
Altair的风噪解决方案
乘员舱风噪的仿真分为两步,首先采用ultraFluidX计算外流场,自动提取玻璃表面的风压载荷,然后采用HyperMesh NVH的风噪专用工具完成时域→频域的变换,并自动调用统计能量法模块SEAM计算外部噪声向舱内的传播。