【整车风噪开发解析】——有限元法风噪仿真关键技术解密（2）

本文摘要：（由ai生成）

上篇文章《有限元法风噪仿真关键技术解密》（1）中主要讲解：非稳态不可压CFD+Actran详细流程、非定常流场计算及噪声源输出、外声场模型建立与车外载荷提取；本章将对车内声学模型建立、内声场计算以及实际应用案例来介绍。

车内声学模型建立需保留座椅、顶棚、地板、仪表盘等，便于后续设置相关材料边界，同时参考具体风洞试验车内噪声测试方法；考虑乘员舱是否添加假人或人工头模型，车内声学模型建立重点关注车窗玻璃及内饰声学材料的处理。

类似前风挡夹层玻璃的建模方法：

1、建立夹层实体模型，按实体材料厚度划分实体网格，Actran中设置约束方式和输入杨氏模量、泊松比、密度和阻尼材料属性，阻尼定义通过在杨氏模量的输入中添加虚部值，虚部值=杨氏模量*阻尼系数。

2、夹层玻璃实体模型简化为壳单元模型，Actran中复合材料组件，依次设置材料厚度和属性，同样考虑多层结构。

图1 夹层玻璃建模方法

内饰吸声材料的考虑方式：

1、建立内饰声学材料实体模型，Actran中多孔声学材料模型，输入密度、模量、流阻、泊松比和空隙率等多个参数，一般供应商很难提供如此详细材料属性。

2、地毯、顶棚等内饰的吸声系数转换为导纳边界，Actran中导纳边界条件加载在相应的边界上；导纳边界加载在吸声材料表面，不需要建立实体模型，一般供应商均能提供声学材料的吸声系数曲线。

c为声速，ρ为密度，α为吸声系数，Z为声阻抗，A为声导纳。

3、实测的车内混响时间转化为车内的空气阻尼来考虑声学包对车内噪声传播的整体影响，声速值上加一个虚部来设置空气阻尼值，而虚部值=声速*虚部系数，通过混响时间计算的声速虚部系数为：

f为频率，T60为实测的混响时间值。该方法可以充分考虑车内所有声学材料的影响，且设置简单是较为常用的方法。

图2 内饰模型与系数系数

车内风噪声计算将AWPF和TWPF的噪声载荷加载在车内乘员舱声学模型的车窗玻璃上，考虑玻璃的结构材料属性、约束条件及车内声学包吸声性能同时计算车内人耳处的噪声幅值。

Actran中进行车内噪声计算，需注意车窗玻璃、内饰材料介质属性和阻尼的定义，同时车窗玻璃四周需要提取线单元进行三个方向的运动约束。AWPF和TWPF可利用Actran中载荷工况loadcase的功能评估每一块玻璃不同载荷对人耳监测点处噪声的贡献量。

图3 车内声学模型与玻璃约束

图4  现代HSM模型

图5 标致雪铁龙

图6  德国大众

图7 北汽新能源

图8 长安新能源

非稳态不可压CFD+Actran混合方法风噪仿真，整个分析流程较为简单，理解和掌握TWPF和AWPF两种载荷及特性差异是基础，准确提取AWPF和TWPF是关键，车内材料属性和阻尼的正确赋予是计算准确性的重要保证。

注：本文观点与结论为本人学习与工作的一些经验总结，衷心欢迎各位同行批评指正共同进步。

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来源：懿朵科技