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汽車(chē)側(cè)鏡基座氣動(dòng)噪聲優(yōu)化
摘 要
噪音污染容易引起耳聾和精神崩潰，而在城市中，汽車(chē)是主要的噪聲來(lái)源。本文通過(guò)優(yōu)化側(cè)后視鏡底座（臂）的方向降低車(chē)輛的噪音。為了研究底座的最佳角度，本文將側(cè)后視鏡與底座之間的連接設(shè)置為垂直旋轉(zhuǎn)軸，并采用Scale Adaptive Simulation (SAS)模型和Ffowcs-Williams、Hawkings聲學(xué)模型進(jìn)行仿真。結(jié)果表明，后視鏡底座的最佳角度是相對(duì)于水平軸85°，因?yàn)樗a(chǎn)生的噪音較小、氣動(dòng)力性能相對(duì)最佳；改變鏡面底座方向的差異導(dǎo)致聲壓級(jí)差異高達(dá)32 dB。
01 前 言
對(duì)于汽車(chē)設(shè)計(jì)人員來(lái)說(shuō)，每個(gè)汽車(chē)部件都至關(guān)重要，將汽車(chē)的每個(gè)部件都設(shè)計(jì)一個(gè)最佳位置，能很大程度上減小噪聲、提高汽車(chē)空氣動(dòng)力性能。如圖1所示，大部分針對(duì)噪聲的研究都集中在側(cè)后視鏡（綠色區(qū)域），而忽略了側(cè)后視鏡的底座（紅色區(qū)域）的干擾。即使有部分研究分析了改變底座方向的影響，但尚未確定后視鏡底座放置的最佳角度。
圖1 車(chē)輛后視鏡(綠色)和后視鏡底座(紅色)的等距視圖
02 后視鏡基座設(shè)計(jì)
在預(yù)處理階段，必須創(chuàng)建一個(gè)允許對(duì)所有研究案例進(jìn)行公平比較的設(shè)計(jì)。為了確保角度之間的公平比較，所研究的每個(gè)角度的投影面積必須相同，否則，阻力系數(shù)將發(fā)生變化，從而產(chǎn)生不希望看到的變量。為了將底座固定在不同的角度，車(chē)輛的側(cè)面可以設(shè)計(jì)成圓的四分之一，這種設(shè)計(jì)消除了后視鏡和a柱的干擾。
設(shè)計(jì)包括半徑為0.2 m的四分之一圓和鏡面角上的半圓，用于引導(dǎo)基面，半徑為0.05 m。圖2為所研究案例的等距視圖，以90?角度為例。圖3說(shuō)明了本文中使用的旋轉(zhuǎn)尺寸和參考軸。只有后視鏡和底座被建模，并放置在車(chē)輛的身體上，以代表實(shí)際情況。
本研究研究了不同基座角度的26個(gè)案例，并獲取其氣動(dòng)聲學(xué)和空氣動(dòng)力值。變化的角度范圍從0到90°，從11.25°階躍開(kāi)始分析結(jié)果，當(dāng)聲學(xué)或空氣動(dòng)力學(xué)結(jié)果發(fā)生較大變化時(shí)，使用較小的1.25°階躍來(lái)獲得更精確的數(shù)據(jù)。
圖2 所研究案例的等距視圖
圖3 旋轉(zhuǎn)尺寸和參考軸
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