中型客车空调气动噪声计算分析与控制

中型客车空调气动噪声计算分析与控制

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文集编号: 2015012806431

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文档介绍

随着国内外学者对汽车动力性、燃油经济性、行驶安全性的研究进展,人们希望汽车的乘坐舒适性也能越来越好。乘坐舒适性研究的主要内容是如何降低车内振动与噪声。悬置元件性能的提高、悬架设计技术的提升降低了车外诸如轮胎、路面、发动机产生的振动、噪声。近年来,我国北部寒冷及南方湿热地区的消费者对乘坐舒适性有了新的要求—热舒适性。他们希望对车内温度、湿度进行调节,因此空调在汽车上的使用越来越广泛。据统计,我国几乎所有的轿车及半数以上的客车都配备了空调。但空调设备的引入却带来了新的问题,由于整体布置的限制,很多时候,空调成为了车内主要噪声源。空调噪声由风机噪声及风道噪声组成,主要表现为气动噪声。由于安装空间小,又要提供足够的风量,很多时候转速很高的空调用离心风机产生的噪声最明显。同时不合理的风道结构,不但影响各处的温度分布,而且会产生较大噪声。在风机噪声研究的初期,人们多采用试验对其进行性能测试。由于风机、风道开发时涉及很多参数。传统方法开发周期长,耗费大量的人力、物力,且空调总成装车以后,使用条件与试验条件不同,造成这种方法具有一定的局限性。计算流体力学的出现解决了这一难题。CFD方法运用体积元的思路可以很方便的获取流体运动状态并能预测产品产生的噪声,且不受试验条件与试验设备的限制。本文针对一中型客车的空调系统产生的噪声进行深入的研究,论文的主要内容如下:论文首先介绍了流体运动时所遵循基本方程,气动噪声的基本理论及风机产生噪声的主要原因。之后在空旷的室外,进行汽车空调的噪声测量,考察空调系统对车内噪声的贡献量。仅开空调时,根据试验点获取的声压频谱图,分析空调系统产生噪声的可能原因。通过实际测量建立空调蒸发器总成与车身内饰壁板之间空腔的几何模型并计算了其声模态,对比声模态频率与测得声压的峰值频率,两者结果一致,之后采用改变空腔结构避免声模态共振。然后研究风机产生的高频噪声。首先通过三维扫描成像技术在Catia里建立起风机的几何模型,然后根据所需的计算域在Hypermesh里面建立风机计算的体积元模型,最后将网格数据导入到Fluent里进行仿真计算,根据得到的测点声压频谱验证模型的正确性。在相同的计算条件下,分析几种常见降噪方法的效果,对比二维条件下各方案的涡量分布,并运用正交试验的方法研究风机主要参数对风机流量、全压、声功率的影响。最后建立的风道内部体积元模型,将Fluent里计算得到的流场瞬时信息通过插值算法导入到Sysnoise里计算噪声的传播。Sysnoise显示了各频率下的声源分布情况及外部场点声压分布。根据声源分布情况提出有利于其内部流动的改进方案,并进行了仿真计算验证改进效果。本文针对所研究的对象,从试验得到的声压频谱图,找出产生噪声的主要原因,针对各峰值频率,采用不同的控制方法。对以后空调系统降噪提供方法、思路。

文档标签: 声学
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