随着生活水平的提高,人们对汽车的乘坐舒适性提出了更高的要求,高速行驶时气动噪声是影响乘坐舒适性的重要因素之一,而后视镜处产生的气动噪声又是整车气动噪声的重要组成部分,同时,由于后视镜独特的造型、位置因素成为气动噪声源中不容忽视的部分。本文总结了后视镜气动噪声的产生原因,并在此基础上得出了后视镜气动噪声优化的基本方法,以求提高汽车的乘坐舒适性。

本文旨在采用CFD仿真方法对卡车后视镜风振的来源和产生风振原因进行分析和预测,在车速从40-100km/h的工况区间对声压级进行仿真分析,同时通过与实车测试结果进行对比,从而有效预测和高速行驶中由卡车后视镜引起的车内气动噪声,为改善某卡车后视镜气动噪声性能提供指导方向,以期从听觉上提升驾驶室感官质量水平。

通过分离涡模拟(DES)进行整车外流场的三维瞬态仿真,得到车身表面压力脉动,并采用FW-H声学模型对气动噪声进行仿真分析。通过与类后视镜气动噪声试验数据相比较,验证了仿真的准确性。对有、无后视镜工况下,后视镜区域瞬态流场、车身表面压力脉动、侧窗监测点声压级进行比较,揭示了后视镜区域气动噪声产生机理,为降低汽车气动噪声提供技术支持。

根据计算进气格栅开、闭两种状态的整车模型的空气动力学性能参数对比风洞实验结果,确定了原设计的整体流动仿真的精度;而基于该模型运用DES法计算的侧窗表面测点的声压级与实验结果对比,确定了2mm网格气动噪声仿真的精度。对新方案和原设计运用Q准则的流态显示,表明新方案后视镜尾流区的流动状态得到改善;侧窗表面的湍流压力脉动的对比表明,后视镜外形的改动对湍流压力脉动影响很小;而通过Lighthill声类比法获得的声压脉动却有显著差异,新方案在2 000～8 000Hz范围内的声压脉动明显减小。Beamforming测试的声源分布和改进效果,与CFD计算预测一致,且与车内的声压级测试有很好的相关性。以上研究表明:Q准则的流态显示可用于气动噪声的定性评估;声压脉动是后视镜气动噪声仿真最主要的评价依据,不可忽略。

根据Sasian的面对称光学系统的象差理论,全面分析了球面后视镜的成象质量。在后视镜设计中需要控制的象差主要是失真变形、二次方畸变Ⅰ和二次方畸变Ⅱ,以及立方畸变。建议将Bzier曲面引入后视镜设计,计算和实验都表明Bzier曲面后视镜可以在不过多地、整体地缩小曲率半径的前提下扩大视场范围。

为评估某SUV车型气动噪声,运用格子玻尔兹曼(LBM)与统计能量分析(SEA)法相结合的方法对该车型进行数值仿真,得到车外监测点及车内响应结果,并与试验结果进行比对分析,验证了该方法的可靠性。采用该方法对某SUV车型后视镜支座上表面倾斜角度进行优化,仿真结果表明,优化方案使车内语音清晰度(AI)提高了2.6百分点,1~5 kHz频域声压级减小了1~3 dB(A),试验结果表明,优化方案车内语言清晰度提高了3百分点,1~5 kHz频域声压级减小了1~3 dB(A),验证了该方法在车型开发前期的可行性。

本文旨在对汽车后视镜-A柱区域气动噪声源的特征进行识别。首先,以涡声理论为基础,利用汽车气动噪声源主要为偶极子声源的声学特征,将气动声源等效为无数微球形声源组成。接着,利用声辐射和流场物理量之间的关系,结合气动数值仿真技术,建立了偶极子声源的识别方法,对汽车后视镜-A柱区域的气动噪声源进行识别。最后,基于物理量和声源的关系,揭示了偶极子声源的产生机理。结果表明,后视镜-A柱区域的主要偶极子声源出现在部件外形表面的棱线和转折位置,其物理量随空间的变化剧烈是产生气动声源的主要原因。涡量是声源强度的主要贡献者,但涡量ω和速度夹角θ对声源强度也有影响。

为探究外后视镜内侧夹角对气动噪声的影响,使用某运动型多用途汽车(sport utility vehicle,SUV)车型进行研究,对后视镜内侧夹角进行等角度参数化设计,采用Realizable k-ε和基于WMLES亚格子应力模型的大涡模拟(large eddy simulation,LES)进行气动噪声数值计算,通过风洞试验验证了仿真计算结果的正确性。通过对比前侧窗表面的平均声压级,得出最佳夹角优化方案。对原模型和最优夹角方案的流场分布云图和声压级频谱曲线进行分析,结果表明与原模型相比,后视镜内侧夹角为5°时,后视镜尾部流场得到较好的改善,涡流强度较小,有利于降低后视镜气动噪声,最大降幅为6.8 dB。

综述了汽车电动后视镜总成检测的研究背景和设计要求。综合应用机械及控制技术,基于倾角传感器对汽车后视镜总成检测设备进行了机电一体化设计。完成了控制系统的设计以及PLC编程,气动系统的设计,实现了后视镜镜面偏转角度测量的功能。该设计稳定可靠,满足了生产实际的要求。

以表达汽车A柱与侧窗形状特征的楔形体为基础安装某轻型客车的后视镜建立能够表达汽车后视镜区域流动特点的几何模型。采用计算流体力学软件Star-CD和稳态那维尔—斯托克斯方法获得此几何模型的后视镜区域流场特性和气动噪声源项的基本信息进而采用子域数值模拟方法获得非定常流动特性和侧窗区域监控点的气动噪声声压级。在风洞试验中采用表面丝带法进行流场可视化并采用激光粒子测速技术测量后视镜尾流场验证了流场数值模拟的正确性。在风洞中测量侧窗区域监测点的气动噪声声压级评估计算流体力学方法对气动噪声的预测能力。与风洞试验对比表明子域数值模拟方法在保证计算精度的前提下降低了气动噪声数值模拟的计算量为在汽车开发早期阶段预测气动噪声提供了可行的途径。