摘 要:汽车高速行驶过程中,车外气动噪声和轮胎辐射噪声对人耳侧的影响难以定量分析。利用高速公路试验结合传递路径分析的方法,研究汽车高速工况下车外相关位置气动噪声和轮胎辐射噪声的传递特性;分析了气动噪声和轮胎辐射噪声信号的频谱特性;对驾驶员耳侧的气动噪声和轮胎辐射噪声进行了定量分析,计算出车外不同位置、类型噪声对驾驶员耳侧的噪声贡献量,并进行了贡献量排序;将高速工况驾驶员耳侧拟合噪声信号与实测信号进行了对比分析。
为了能更好地实现对车内噪声的控制,提出了一种基于sym6小波的离散小波变换(DWT),将其与FxLMS结合形成DWT-FxLMS主动噪声控制算法,并构建相应的主动噪声控制(ANC)系统模型。将采集的车内噪声作为参考噪声源,参考信号经由Mallat塔式算法实现的离散小波变换分解为具有多分辨率的多个子带,再由FxLMS算法处理,最终经离散小波逆变换实现信号的重构。利用计算机仿真分析该算法对车内噪声的控制效果并与时域FxLMS算法(TD-FxLMS)和频域FxLMS算法(FD-FxLMS)进行比较。结果表明,与TD-FxLMS算法相比,DWT-FxLMS算法大大降低了计算复杂性且收敛性更好;与FD-FxLMS算法相比,DWT-FxLMS算法能有效地消除稳态和非稳态噪声,而FD-FxLMS算法无法有效消除非稳态噪声。
为研究汽车共振式排气消声器气流再生噪声与气流速度和温度的关系,利用大涡模拟(LES)湍流模型与声类比(AA)方法,建立了消声器流场和声场模型,搭建实验台并验证了模型的正确性。在此基础上,分析了流噪声和湍动能。结果表明:在消声器的结构突变处,流体噪声源和湍动能均较大,云图分布具有一致性。消声器气流再生噪声以3 000 Hz以下为主,噪声值随着进口流速的增大而增大,随着气流温度的增大而减小,但频谱特性受流速和温度的影响较小。消声器多场耦合下的气流再生噪声研究结果可为消声器设计提供一定参考。
为分析穿孔板结构参数对穿孔板消声器传递损失的影响,以某车用消声器为研究对象,利用有限元方法建立该复杂穿孔板消声器声学模型,并基于两负载法搭建实验台,验证模型的正确性。在此基础上,分析孔隙率、孔径、板厚等穿孔板结构参数对消声器传递损失的影响。结果表明,随着孔隙率的增大,低频传递损失峰值向高频方向移动,中高频频带变宽;随着孔径的增大,传递损失变化不大,高频频带变宽;随着板厚的增加,高频传递损失变大。研究结果对复杂穿孔板结构消声器设计及结构优化具有一定的指导意义。
在传统噪声主动控制LMS算法基础上,考虑人耳听觉感知的后掩蔽效应,推导出Post-masking LMS算法。以汽车车内噪声主动降噪为例,分别采用LMS与Post-masking LMS算法,在Matlab环境中对实测的不同车速下车内噪声信号进行有源噪声控制仿真试验,结果表明Post-masking LMS算法能在传统LMS算法的基础上进一步降低车内噪声响度水平,具有更好的降噪效果和主观听觉感受。