采用风洞实验与流场-声场联合仿真方法研究HSM标准模型内部噪声声源及其特性。设计5种实验工况以探究各噪声源对内部噪声的作用,并验证仿真的准确性。由薄膜模态分解分析声源成分及其贡献度,并揭示其差异机理。结果表明风速增加,内部噪声受不同声源作用而变化的频段不同;内部噪声主要由模型前缘的分离涡及其再附着引起;分离涡产生声源激励经各窗向内传递,各窗对内部噪声贡献以左侧窗为主;声源激励由湍流压力脉动和声学压力脉动组成,前者是激励的主成分,而后者是内部噪声的主要来源,两者差异由激励与车窗波数关系引起的传递效率差异所致。

目前主要通过进气空滤器对发动机进气系统的气动噪声进行降噪,而通过对气动声源的研究进行源头降噪具有一定实际意义。但由于进气道-气门-燃烧室等的特殊性,难以测量声源的声学状况,故以进气道-气门-燃烧室为研究对象,通过仿真研究气动声源位置分布。结果表明进气门密封锥面处偶极子声源强度较大;两进气道的气流相遇处以及靠近壁面处四极子声源强度较大。在原有结构中改变进气门过渡圆角半径R对气动噪声源进行控制,R增大为11 mm时,偶极子和四极子声源声压级(Sound Pressure Level,SPL)峰值分别降低7 dB和8 dB,噪声主要集中在中低频区域,频率大于2 000 Hz后SPL衰减迅速。增大R可以降低噪声源处的声能量,从而降低对外表现的噪声。