Page 97 - 《应用声学》2023年第2期

第 42 卷 第 2 期 黄毅等： 数值仿真生成的汽车后空调气动噪声预测及评价 285

所示。定常计算时采用 k-Omega 湍流模型，速度压 数采前端采集后空调高档范围 (4 ∼ 7 档) 工作时
力采用SIMPLE耦合，连续方程采用标准格式离散， 车内中排左侧乘客右耳位置噪声，采样频率设置
湍动能和湍流耗散率采用二阶迎风格式离散，近壁 为 12.8 kHz，噪声采样时间设置为 10 s，高档范围
面采用壁面函数法结合低雷诺数模型，y+ 值控制 对应的风道风机送风口流量大小分别为 410 m /h、
3
在 20 以内，采用 all y+ 处理；非定常计算采用 LES 450 m /h、480 m /h和510 m /h，监测点时域噪声
3
3
3
模型，压力速度采用 PISO 耦合，时间采用二阶隐 快速傅里叶变换 (Fast Fourier transform, FFT) 频
式离散，根据 Nyquist 采样定理, 为使气动噪声仿真
谱和仿真对比如图 5 所示，由图 5 可知仿真值较测
计算的分析频率能达到 2 kHz，将时间步长设置为
试值在 100 Hz 内 (图 5 中虚线框内) 频谱幅值偏小，
∆t = 1 × 10 −4 s，计算时间为 1.5 s；CFD 边界条件
这是由于仿真建模未考虑暖通箱及内部鼓风机产
设置如下：鼓风机送风口输入对应档位的速度流量，
生的低频气动和机械噪声，而在 100∼2000 Hz 频段
整车泄压阀出口为标准大气压，其他均为壁面边界；
幅值趋势贴近，且随着风量升高，暖通箱及内部产生
以乘员舱内中排左侧乘客的右耳位置为 FW-H 模
噪声贡献相对越来越小，使得由风道和出风口产生
型的噪声输出监测点。
的该频段气动噪声占主要成分。由表 1 可知，高档
டᢼቇូጇፒCFDവی ඡү٪ܦក͉GUIႍ᭧नԧ 总声压级仿真值最大误差在 10% 以内，且档位越高
误差越小，因此高档车内空调气动噪声噪声仿真可
CFDืڤࠀ࣢ ᭤ࠀ࣢ᝠካ ࠇ᜺ྲढ़Ԡ஝ᝠካԣ˟᜺ក͉
以不考虑暖通箱体及内部结构CFD建模。
FW-Hܦዝඋඡү٪ܦᝠካ ᇸፃᎪፏᮕ฾വیथቡ

஝᧔Ғቫ
ᢼЯඡү͌ᄾ٪ܦ஝૶ၷੇ ᮕ฾ನవඡү٪ܦក͉ BNCηՂጳ ቸᝮవ
᏿Я٪ܦ͜ਖ٨
图 3 整车后空调气动噪声预测评价流程 Ꭺጳ
Fig. 3 Prediction and evaluation process of aero- ̡ࢺ݀
dynamic noise of vehicle rear air conditioner
1.2 仿真预测结果与试验对比 图 4 车内后空调噪声 B&K 人工头测试采集
整车后空调 HVAC 系统噪声测试在半消声室 Fig. 4 B&k foreman test and data acquisition of
中进行，如图 4 所示，采用 B&K 人工头传感器和 the noise of the rear air conditioner in the car
40
40
20
20
0 ฾ត ͌ᄾ ฾ត ͌ᄾ
0
0 500 1000 1500 2000 0 500 1000 1500 2000
ᮠဋ/Hz ᮠဋ/Hz
3
(a) 4ೂ@410 m /h (b) 5ೂ@450 m /h
3
60
40
ܦԍጟ/dB(A) 20 40

0 ฾ត ͌ᄾ 20 ฾ត ͌ᄾ
0 500 1000 1500 2000 0 500 1000 1500 2000
ᮠဋ/Hz ᮠဋ/Hz
3
3
(c) 6ೂ@480 m /h (d) 7ೂ@510 m /h
图 5 后空调 HVAC 高档范围车内噪声频谱仿真测试对比
Fig. 5 Simulation test and comparison of interior noise spectrum in the high-end range of rear air conditioning HVAC