汽车气动噪声的数值模拟分析

　　随着车辆性能的提高及高等级公路的建设,车辆的速度越来越快，车辆外流场的气动噪声以车速的6次方的数量增长。因而，当车辆的其它噪声得到有效的控制后,车辆的气动噪声就变得尤为重要了。70年代，研究人员发现,车速为70km/h的情况下,气动噪声的范围为62~78dB,而在速度为110km/h的情况下,气动噪声的范围达到80~90dB。新的研究表明,车速超过100km/h,气动噪声对车外噪声的影响己超过了其它噪声。

　　数值模拟方法可在新车设计初期的造型阶段进行气动噪声的预测，为选型及造型参数修改提供依据，从而可以较早地得到较理想的产品，避免产品缺陷。文章以一款车型为例进行了气动噪声的数值模拟。

　　1湍流模型的选择

　　气动噪声模拟可以选择几种不同的数值方法，大涡模拟可以得到精确的模拟效果，但要求生成的网格质量好，计算比较耗时。在产品设计的初始阶段，往往需要噪声的大致分布情况，基于模型的噪声源方法可以解决这一问题。

　　模型的湍流动能输运方程：

　　湍流动能耗散率输运方程：

　　2模型网格的划分和计算域的建立

　　模型是在CATIA软件上建立的，然后导入ICEMCFD软件中进行网格划分。为了提高计算的效率，对模型的底部进行了简化处理。

　　根据经验，流场仿真计算所取的计算域到达一定的大小时，汽车的流场就不再受计算域大小的限制。假设汽车模型长为L，宽为W，高为H，则计算域的取法为汽车前部取3L，侧面取4W，上部取5H，汽车后部取7L。

　　为了解决汽车求解域大，网格数目多的难点，按照离车身的距离不同，网格的大小也不同：离车身近的区域网格划分比较密，使之能够清楚的表现车身表面附近的细致情况。而远离车身的区域，网格可以适当的稀疏，以减少网格的数量，节约计算时间。最终网格划分结果如图1所示，网格数1369839。