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此时无声胜有声 长安UNI

2020-09-16 16:00 来源:  作者: 普陀新闻
美妙的声音可以让人陶醉,繁杂的声音则让人心烦意乱,说明声音根据来源有好有不好;对于行驶的汽车来说,产生的风噪、路噪和胎噪会影响车内乘员的舒适度,特别是当高速行驶的时候风噪会成为影响车辆NVH的重要因素,那么如何才能有效的降低风噪呢?

首先我们解释下什么是风噪?简单来说,风噪就是汽车在行驶过程中,车身表面的形状、轮廓与气流发生相互作用产生的噪音,速度越大,风噪越大。那么风噪可以测量出来吗?当然可以,看9月16日,长安UNI-T在中国汽研空气动力学-声学风洞试验室进行了风噪实验,下面让我们来看下汽车风噪是如何测试的?而长安UNI-T又是如何降低风噪的?

中国汽研风洞试验室是世界上最先进的风洞实验室之一,在风洞四周墙壁和顶部都安装有吸声材料,流道内有声学处理和压力脉动调节,使背景噪音降为极低的水平。在实验风速达到140km/h的时候,环境噪音也仅仅只有58 分贝,是世界上最安静的风洞之一。

不仅如此其还是国内首个搭载三面麦克风阵列的风洞实验室,麦克风阵列,也叫做 声学照相机 ,在上、左、右三侧都各配备了168个麦克风,使得阵列可以精准识别出车外声源。通过上方和两侧的声学照相机同时进行拍摄,再经过计算机的匹配合成,可以得到噪声源在车身表面的3D分布,是目前世界上最先进的声学测量设备之一,而且还十分精准,现场经过测试连两枚回形针落地的声音都可以在监测屏幕上显示出来。

风噪测试仪器有人工头、球形阵列、表面麦克风;人工头主要是采集人坐车时感受到的真实噪声,在测试中,会放置在前排驾驶及副驾驶座上。人工头双耳位置安装有声学传感器,这样在录制声音时,可以模拟人体肩部、头部和耳廓等部位对声场的影响,回放出更接近于人耳实际听到的声音信号。球形阵列在测试中会放置在驾驶舱内部,帮助找出车内的声源分布以及噪声泄露位置。表面麦克风粘贴在车身表面,作用于测量车身表面的压力脉动。三个设备都是为了辅助在风噪实验中得到最全面的数据,找出问题点并加以改善。

安排好仪器后开始测试,首先需要把风速调节到测试需要的速度,在做风噪测试的时候,通常会把风速设置在80 140km/h每小时,直播时的风速设置在120km/h,声学照相机和人工头通常会采集30秒左右的数据,采集完成后计算机会对原始数据进行进一步加工处理,并得到需要的信息。

单面阵列有168个麦克风,三面阵列一共会采集504个通道的声音信号,数据量非常庞大,处理这些数据也需要花费一定的时间。但人工头采集的只是双通道信号,所以,处理的时间会快很多。

可以看到在不同风速,不同频率段下UNI-T测试的风噪噪声都是不一样的,我们可以通过噪声屏谱可以判断噪声源的大小,以及不同频率段给人耳的感觉是不同的。综合来看,UNI-T的风噪测试成绩在行业内处于比较优秀的水平。那么长安UNI-T是如何优化设计来降低风噪的呢?

UNI-T在设计之初,就通过CAE仿真来分析不同造型方案空气动力学的好坏,从而发现问题改进设计,并且通过油泥模型,来进行实际测试并做进一步造型调整。

以后视镜优化为例,仅对后视镜进行风噪优化,便要涉及造型、法规、CAE和产品等多个部门,造型是否好看,视野是否满足法规要求,最终调整完的风噪是否能够达标,需要与多个部门协同与合作,一个微小的改动需要背后无数人的共同努力。通过后视镜优化,驾驶员人耳处总声压级便降低了0.3dB(A),足以见得长安CFD的技术实力。在UNI-T上这样无数的细节优化,这一个个的0.3dB(A),积少成多,最终产生质变。

作为UNI-T的标志性设计之一,UNI-T的尾翼设计非常特别。这样超前的设计,也给CFD团队带来很大的挑战。毕竟从空气动力学的角度来看,倾向于让所有车的造型都设计成一个样子,但这显然不是消费者所希望看到的事情,所以,空气动力学人的使命,就是要让形态各异的造型设计,都能够拥有不错的空气动力学表现。

由于尾翼采用了镂空设计,车顶的气流会通过孔洞和V形通道向下冲击到后窗上,形成较大的风噪。第一次看到这个设计时,CFD团队召开紧急会议,反复论证可行性和风险,并调用了4000核仿真计算资源,其计算量超过100万CPU小时。如果换作市面上的高性能个人电脑处理器,需要不停运算12年还多,而4000核的高性能计算服务器,把整个计算周期压缩到20天。在前后做了超过60个优化方案的计算,最终找出20多个有效方案,大幅降低了尾翼产生的风噪。

结语:通过长安CFD团队不断的优化,UNI-T的风噪也在不断的降低,最终UNI-T在120 km/h的风速下,依旧取得了不错的风噪测试成绩。所以说UNI-T自上市以来其优秀销量表现的背后,是其优秀的产品力,是其强大的技术实力。

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