秦 玲，杜小錦，馮錦陽(yáng)，黃順巧，段孟華，王慶洋

（1.中國(guó)汽車工程研究院股份有限公司，重慶 401122；2.上海汽車集團(tuán)股份有限公司創(chuàng)新研究開發(fā)總院，上海 201804）

前言

近年來(lái)，隨著汽車技術(shù)高速發(fā)展，行業(yè)內(nèi)外對(duì)汽車研究的焦點(diǎn)已經(jīng)由動(dòng)力性能向駕乘坐舒適性傾斜。同時(shí)，伴隨著汽車新能源技術(shù)的迅猛發(fā)展，“消失的”發(fā)動(dòng)機(jī)、平整的底盤等都大幅降低了對(duì)車內(nèi)噪聲的貢獻(xiàn)，但高速行駛過(guò)程中，汽車外造型所產(chǎn)生的氣動(dòng)噪聲對(duì)車內(nèi)噪聲的貢獻(xiàn)比重大幅增加，駕乘者對(duì)中、高頻噪聲的主觀感受也更加突出，對(duì)此產(chǎn)生的抱怨也更多［1］。

目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)于汽車氣動(dòng)噪聲的研究手段有道路測(cè)試、風(fēng)洞試驗(yàn)、CFD 數(shù)值計(jì)算［2］。項(xiàng)目開發(fā)早期不能提供實(shí)車，道路測(cè)試是根本行不通的，風(fēng)洞試驗(yàn)也僅能依靠油泥模型車實(shí)現(xiàn)，而CFD 數(shù)值計(jì)算則不受其限制，所以，企業(yè)采取油泥模型車風(fēng)噪風(fēng)洞試驗(yàn)與整車數(shù)值仿真分析同步進(jìn)行的策略［3-5］。通過(guò)對(duì)數(shù)值計(jì)算結(jié)果進(jìn)行分析，找到優(yōu)化方向，制作優(yōu)化方案并仿真計(jì)算，再通過(guò)油泥模型車風(fēng)噪風(fēng)洞試驗(yàn)對(duì)優(yōu)化方案進(jìn)行驗(yàn)證。這樣便可不受實(shí)車條件、風(fēng)洞試驗(yàn)成本的限制，將汽車開發(fā)有效進(jìn)行下去。

尾翼可以提高整車外觀運(yùn)動(dòng)感，合理設(shè)計(jì)能夠減小氣動(dòng)阻力［6-8］，且尾翼造型多變可增加汽車的獨(dú)特性。而本文SUV 鏤空式尾翼的風(fēng)洞測(cè)試結(jié)果表明其是本車最主要的噪聲源之一，本文中運(yùn)用傳聲器陣列、煙流顯示、油流顯示等技術(shù)對(duì)試驗(yàn)時(shí)整車及局部的聲場(chǎng)聲源、流場(chǎng)流態(tài)進(jìn)行了可視化及分析，結(jié)合CFD 數(shù)值仿真手段對(duì)整車外流場(chǎng)進(jìn)行了模擬及分析，確定了鏤空尾翼發(fā)聲原理，并在此基礎(chǔ)上提出了優(yōu)化方向，同時(shí)制定了具體的優(yōu)化方案進(jìn)行數(shù)值分析和試驗(yàn)驗(yàn)證，兩種手段結(jié)果均表明優(yōu)化方案可以有效地改善鏤空尾翼區(qū)域的風(fēng)噪聲源，提高整車風(fēng)噪性能。

1 風(fēng)洞試驗(yàn)

本車開發(fā)早期，采用全尺寸聲學(xué)油泥模型車風(fēng)洞風(fēng)噪試驗(yàn)來(lái)把控和驗(yàn)證開發(fā)車型的外造型風(fēng)噪性能和相應(yīng)優(yōu)化方案。

1.1 測(cè)試風(fēng)洞

本次研究測(cè)試在中國(guó)汽車工程研究院汽車風(fēng)洞中心氣動(dòng)-聲學(xué)風(fēng)洞中進(jìn)行。該風(fēng)洞為3/4開口式回流風(fēng)洞，噴口面積28 m2，試驗(yàn)段長(zhǎng)度18 m，測(cè)試最高風(fēng)速可達(dá)250 km/h，測(cè)試段流場(chǎng)湍流強(qiáng)度低于0.2%，流場(chǎng)均勻性小于0.3%，壓力梯度、氣流偏角、邊界層位移厚度等各項(xiàng)流場(chǎng)指標(biāo)均滿足設(shè)計(jì)要求，可以保證在風(fēng)洞測(cè)試中提供高品質(zhì)流場(chǎng)；除此之外，測(cè)試段溫度保持在25 ℃（±1 ℃），測(cè)試段自由場(chǎng)空間的低頻截止頻率為63 Hz，背景噪聲水平在140 km/h風(fēng)速下低于58 dB（A），且低頻壓力脈動(dòng)小于0.005［9］，滿足低背景噪聲的要求。

1.2 測(cè)試方法

開發(fā)前期，尚無(wú)實(shí)車，通過(guò)高精度全尺寸聲學(xué)油泥模型來(lái)進(jìn)行外造型風(fēng)噪風(fēng)洞試驗(yàn)。

油泥車經(jīng)過(guò)骨架設(shè)計(jì)搭建-油泥外形粗胚-機(jī)床精加工-精度比對(duì)，得到外造型高精度的油泥車。油泥車除了外造型，還要盡可能真實(shí)地反映車內(nèi)聲學(xué)情況，側(cè)窗、前后風(fēng)擋、天窗都安裝與實(shí)車等厚度的玻璃，油泥車內(nèi)部設(shè)計(jì)真實(shí)的駕駛艙，艙內(nèi)安放座椅，并在艙內(nèi)壁面上粘貼合適的吸聲材料。

測(cè)試前，在油泥車內(nèi)安裝4 套德國(guó)Haed Acoustic 公司提供的HMS IV 代數(shù)字人工頭，分別放置在主駕、副駕、第2 排左側(cè)及右側(cè)座椅位置。通過(guò)數(shù)采前端、測(cè)試信號(hào)線將人工頭雙耳與聲學(xué)控制室的數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)連接起來(lái)；測(cè)試時(shí)，運(yùn)用測(cè)試軟件Head Record9.0、分析軟件ArtemiS SUITE9.0 進(jìn)行信號(hào)采集、分析處理，得到每個(gè)工況下的A計(jì)權(quán)聲壓級(jí)頻譜、聲壓在各頻率成分能量的總級(jí)（overall level（A），OA）、語(yǔ)音清晰度（articulation index，AI）。整個(gè)測(cè)試按照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)T/CSAE 113—2019《汽車整車氣動(dòng)-聲學(xué)風(fēng)洞風(fēng)噪試驗(yàn)-車內(nèi)風(fēng)噪測(cè)量方法》［10］進(jìn)行。

測(cè)試過(guò)程中，為了更加直觀地了解汽車聲源在車身周圍的分布，運(yùn)用車外聲源識(shí)別采集設(shè)備Gfai公司提供的三維陣列（3 × 168 通道）系統(tǒng)自動(dòng)捕捉車身輪廓，同時(shí)對(duì)車外聲源進(jìn)行采集，通過(guò)分析軟件綜合計(jì)算頂面、兩側(cè)陣列的采集信息得到三維波束云圖［11］，并映射到車身三維數(shù)模上。

除此之外，還可以運(yùn)用煙流顯示技術(shù)、油流顯示技術(shù)對(duì)汽車周圍的流場(chǎng)以及車身表面的流態(tài)進(jìn)行可視化，可以更直觀地研究流場(chǎng)的流動(dòng)狀態(tài)。

1.3 測(cè)試工況

在測(cè)試過(guò)程中嚴(yán)格控制試驗(yàn)中的變量，針對(duì)尾翼的測(cè)試皆是基于同一個(gè)基礎(chǔ)工況進(jìn)行。所有工況測(cè)試風(fēng)速為140 km/h，且0°偏航。測(cè)試工況如圖1所示。

圖1 工況示意圖

工況1：安裝造型設(shè)計(jì)的尾翼，通過(guò)膠帶對(duì)安裝間隙進(jìn)行密封，后續(xù)測(cè)試皆是在本工況的基礎(chǔ)上進(jìn)行，即本工況為此處研究的BASE工況。

工況2：在工況1的基礎(chǔ)上，將尾翼開口封閉，根據(jù)尾翼開口造型制作一對(duì)塑料蓋板，配合強(qiáng)力黏性膠帶對(duì)縫隙進(jìn)行密封和固定。

工況3：在工況1的基礎(chǔ)上，拆除尾翼，并用膠帶對(duì)安裝孔進(jìn)行封堵，保證車身表面平滑無(wú)泄漏。

1.4 測(cè)試結(jié)果分析

采用三維聲源識(shí)別技術(shù)對(duì)車身表面聲源進(jìn)行定位、聚焦（如圖2 所示），從聲源識(shí)別可看出，本車除了在A柱-后視鏡區(qū)域出現(xiàn)聲源外，尾翼區(qū)域也是一個(gè)聲源區(qū)，且尾翼的聲源量級(jí)更為突出。

圖2 工況1三維聲源云圖

為了弄清尾翼區(qū)域氣流的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，在尾翼上表面以及后風(fēng)擋玻璃的上部區(qū)域進(jìn)行了油流顯示（如圖3 所示），尾翼上表面以及鏤空進(jìn)口區(qū)域的油滴皆是順著氣流方向在其表面流動(dòng)。尾翼正下方后風(fēng)擋表面的油滴則存在兩種流動(dòng)狀態(tài)：一種是氣流在小部分區(qū)域順著玻璃表面流動(dòng)，主要是尾翼鏤空通道正下方區(qū)域；另一種是油滴停滯在玻璃表面未形成流跡，主要是鏤空通道結(jié)束后的玻璃面。

圖3 工況1尾翼油流圖

為了更好地量化有無(wú)尾翼、尾翼有無(wú)鏤空特征對(duì)風(fēng)噪性能的影響，繼續(xù)對(duì)工況2、工況3進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果如表1 所示，封閉尾翼的鏤空特征與拆除尾翼所帶來(lái)的風(fēng)噪性能的提升量近乎相等，由此初步判定本車尾翼聲源是由其鏤空的造型所導(dǎo)致。

表1 測(cè)試結(jié)果統(tǒng)計(jì)表

通過(guò)聲學(xué)耳機(jī)回放，主觀上對(duì)尾翼是否鏤空、有無(wú)尾翼進(jìn)行了對(duì)比。當(dāng)有鏤空尾翼時(shí)，能明顯聽出存在“轟轟”的聲音。故主觀認(rèn)為鏤空尾翼產(chǎn)生的聲源集中在中低頻段。

將工況1與工況2、工況3的頻譜曲線 “差值”處理得到圖4，兩種工況在全頻段都有貢獻(xiàn)量，且二者在各個(gè)中心頻率下聲壓級(jí)貢獻(xiàn)量很接近，進(jìn)一步判定本車尾翼聲源是由其鏤空的造型導(dǎo)致。工況2、工況3 的最大貢獻(xiàn)量所在頻段都出現(xiàn)在70～500 Hz，次要貢獻(xiàn)量頻段則都在500～1 000 Hz，故對(duì)車內(nèi)的OA和AI都有很大程度的惡化。

圖4 封閉尾翼、拆除尾翼后聲壓級(jí)差值曲線

但是，本車外觀美學(xué)定位要求尾翼必須存在，且必須有鏤空特征，所以為了后續(xù)更有效地控制、優(yōu)化本車尾翼處的氣動(dòng)噪聲，運(yùn)用煙流顯示技術(shù)分別對(duì)工況1、工況2 的尾翼區(qū)域氣流進(jìn)行可視化，如圖5所示。

圖5 尾翼區(qū)域煙流圖

從煙流結(jié)果可直觀地看出，當(dāng)尾翼為非鏤空時(shí)，前方高速來(lái)流流經(jīng)尾翼表面至其末端，在慣性作用下繼續(xù)向后流去，但在距后風(fēng)擋玻璃一定距離的區(qū)域，流動(dòng)方向改變，發(fā)生回旋，產(chǎn)生渦漩。而當(dāng)氣流流經(jīng)鏤空尾翼時(shí)，高速來(lái)流被尾翼前沿強(qiáng)制分流：一部分氣體流向尾翼上表面，在尾翼末端分離，因慣性繼續(xù)向后流動(dòng)一定路程后，氣流方向發(fā)生改變，被卷入尾渦；另一部分氣流流向尾翼鏤空通道，集中運(yùn)動(dòng)向后流去，在流出通道不遠(yuǎn)的后風(fēng)擋玻璃表面改變運(yùn)動(dòng)方向，向上揚(yáng)起，匯入尾渦。

煙流顯示與表面油流結(jié)果基本一致?？梢耘卸ㄧU空尾翼上下兩部分氣流最終都被卷入尾渦中，且在距后風(fēng)擋玻璃較近區(qū)域形成大量渦漩，而高湍動(dòng)能渦漩作為聲源向車內(nèi)輻射噪聲。

因風(fēng)洞試驗(yàn)資源緊張、測(cè)試費(fèi)用較高，對(duì)于本車尾翼優(yōu)化工作，將采用中國(guó)汽研高精度數(shù)值計(jì)算策略對(duì)尾翼流場(chǎng)進(jìn)行仿真分析和優(yōu)化。

2 整車外流場(chǎng)數(shù)值分析

2.1 模型處理及數(shù)值計(jì)算

按照中國(guó)汽研標(biāo)準(zhǔn)對(duì)車身數(shù)據(jù)進(jìn)行清理，保留整車外造型細(xì)節(jié)的幾何特征，特別是格柵、雨刮、門框飾條、后視鏡、尾翼、門把手、輪胎等幾何特征復(fù)雜的部件，同時(shí)要避免過(guò)渡處理帶來(lái)網(wǎng)格畸變嚴(yán)重或者網(wǎng)格分布不均勻的情況。

為了更準(zhǔn)確地模擬汽車行駛過(guò)程中車身周圍氣流狀態(tài)，計(jì)算域的阻塞比應(yīng)小于5%，同時(shí)為了提高計(jì)算效率，其阻塞比也不應(yīng)過(guò)小，故本次研究計(jì)算域長(zhǎng)11L（L為車長(zhǎng)），高5H（H為車高），寬9W（W為車寬）。體網(wǎng)格劃分過(guò)程中對(duì)整車進(jìn)行3 層加密，其網(wǎng)格尺寸由小到大依次為16、32、128 mm。尾翼區(qū)域因其流場(chǎng)的復(fù)雜性，想要更多地捕捉該區(qū)域氣流的流動(dòng)狀態(tài)須進(jìn)一步加密，設(shè)置局部加密區(qū)，其網(wǎng)格尺寸為2 mm，棱柱層總厚度2 mm，共8層。

汽車車速遠(yuǎn)低于聲速，車身周圍流場(chǎng)可以視為三維不可壓黏性等溫流場(chǎng)［12］。整車外流場(chǎng)穩(wěn)態(tài)采用SST（Menter）k-ω湍流模型，迭代5 000 步；瞬態(tài)采用基于Menterk-ωSST 的分離渦模擬（DES）模型求解Navier-Stokes 方程的IDDES 方法［13］，時(shí)間步長(zhǎng)0.05 ms，共計(jì)算0.15 s。同時(shí)，輸出流場(chǎng)信息。

通過(guò)波束分解［14］將后風(fēng)擋的流場(chǎng)信息進(jìn)行提取，得到流致噪聲源［15］和聲致噪聲源［16］，再將兩種聲源加載到對(duì)應(yīng)的SAE 模型，從而計(jì)算得到主駕的OA和AI。

從測(cè)試結(jié)果知道尾翼聲源最大貢獻(xiàn)在100 Hz左右，而200 Hz 以下頻段不在本文聲場(chǎng)仿真策略的計(jì)算范圍內(nèi)，OA貢獻(xiàn)量會(huì)弱化，故后續(xù)仿真工作將以流場(chǎng)變化、車內(nèi)AI貢獻(xiàn)量作為判定方案有效性的依據(jù)。

2.2 計(jì)算結(jié)果分析

流場(chǎng)結(jié)果如圖6 所示，尾翼氣流結(jié)構(gòu)與煙流顯示結(jié)果吻合。車頂高速氣流流經(jīng)尾翼時(shí)，受其造型影響，在前端被迫分流，部分向尾翼鏤空通道流去，在突然變窄的空間里被動(dòng)加速，并在尾翼下型面的引導(dǎo)下“沖擊”后風(fēng)擋（如圖6（a）所示）；與此同時(shí)，尾翼上下表面氣流分離、再附著，使該區(qū)域壓力梯度增大，后風(fēng)擋表面壓力脈動(dòng)急劇變化，導(dǎo)致玻璃振動(dòng)產(chǎn)生聲源即偶極子聲源［17］，如Curle 聲功率［18］云圖（圖7）所示，較高的聲能集中在尾翼正下方的玻璃表面并快速傳遞至車內(nèi)。

圖6 外流場(chǎng)示意圖

圖7 尾翼偶極子聲源云圖

還有一部分氣體貼著尾翼表面流動(dòng)：貼著尾翼上表面流動(dòng)的氣體直至尾翼上表面末沿發(fā)生分離；而貼著尾翼鏤空段下表面流動(dòng)的氣體直至下表面拐角處發(fā)生分離。尾翼上下表面氣流先后分離，在尾翼后方空間形成較大的壓力梯度，分離后的氣流被“卷吸”入逆壓區(qū)，從而生成大量的湍流渦漩，這些渦漩在空氣中周期性的高頻運(yùn)動(dòng)，擾動(dòng)空間氣流，向外釋放能量，即四極子聲源［19］，進(jìn)而輻射至車內(nèi)，其分布如Proudman 聲功率［20］云圖（圖8）所示。另一部分渦漩在周圍氣體的帶動(dòng)下向后運(yùn)動(dòng)，并重新著陸在風(fēng)擋表面下半?yún)^(qū)域，“敲擊”玻璃表面，振動(dòng)產(chǎn)生聲源。

圖8 尾翼四極子聲源云圖

綜上所述，尾翼產(chǎn)生氣動(dòng)噪聲的原因有：（1）氣流在尾翼鏤空處加速流動(dòng)，受尾翼下型面的引導(dǎo)直接沖擊后風(fēng)擋；（2）高速貼體流動(dòng)的氣流在尾翼末端分離，并在逆壓區(qū)的作用下形成大量湍流渦漩向四周輻射聲源；（3）部分湍流渦漩作用于后風(fēng)擋。

3 優(yōu)化方案與試驗(yàn)驗(yàn)證

3.1 優(yōu)化方案

根據(jù)上文流場(chǎng)分析，認(rèn)為鏤空尾翼優(yōu)化方向如下：（1）減少鏤空處的氣體流量；（2）降低尾翼下方氣流速度；（3）改變尾翼下方氣流流動(dòng)方向。

為了兼顧到造型對(duì)尾翼鏤空特征的需求，制定了相應(yīng)的方案，并通過(guò)數(shù)值計(jì)算的流場(chǎng)結(jié)果確定了3個(gè)優(yōu)化方案，幾何示意圖如圖9所示。

圖9 優(yōu)化方案示意圖

方案1，設(shè)計(jì)一個(gè)高為19 mm 的導(dǎo)流條，將其安裝在尾翼后下方，避免高速氣體沖擊后風(fēng)窗表面。數(shù)值計(jì)算結(jié)果如圖10 所示，可見實(shí)施該方案后，尾翼鏤空通道加速的氣流在導(dǎo)流條型面的引導(dǎo)作用下，向斜后方揚(yáng)起，沒(méi)有沖擊后風(fēng)擋，后風(fēng)擋表面偶極子聲源大幅減弱。同時(shí)，揚(yáng)起的這股氣流還對(duì)尾翼后方的湍流渦漩造成了一定的擾動(dòng)，使得部分氣體被沖散，減弱了這個(gè)區(qū)域的氣流湍流度，導(dǎo)致空間中的四極子聲源也明顯降低并遠(yuǎn)離后風(fēng)擋。

圖10 方案1流場(chǎng)對(duì)比圖

方案2，將鏤空尾翼中部支撐柱加寬（向兩側(cè)各加寬100 mm），從而減小鏤空段在Y向的開口尺度，達(dá)到減少鏤空通道進(jìn)氣量的目的。數(shù)值計(jì)算結(jié)果如圖11 所示，可見尾翼中部的氣流明顯減少，從而減弱了通道中氣流對(duì)后風(fēng)擋的沖擊，后風(fēng)擋表面偶極子聲源明顯降低。同時(shí)，也削弱了尾翼方湍流渦漩的形成，空間中的四極子聲源也隨之減小。

圖11 方案2流場(chǎng)對(duì)比圖

方案3，為了盡可能保持原外造型設(shè)計(jì)，用最小的幾何變動(dòng)來(lái)提高風(fēng)噪性能，只提高尾翼下表面飽滿度，讓其更具流線型。數(shù)值計(jì)算結(jié)果如圖12 所示，可見改善尾翼下表面飽滿度后，引導(dǎo)下表面氣流流動(dòng)方向，減弱氣流對(duì)后風(fēng)擋的沖擊，后風(fēng)擋表面偶極子聲源有所減小。同時(shí)，提高了尾翼下表面氣流的貼體性，延遲分離，減弱湍流渦漩的形成，空間四極子聲源也明顯減小，且遠(yuǎn)離后風(fēng)擋。

圖12 方案3流場(chǎng)對(duì)比圖

聲場(chǎng)計(jì)算結(jié)果更加明確了上述優(yōu)化方案可以顯著提高車內(nèi)語(yǔ)音清晰度，同時(shí)也能降低車內(nèi)聲壓級(jí)，具體優(yōu)化效果如表2所示。將3個(gè)方案分別與BASE的頻譜進(jìn)行對(duì)比，采納了優(yōu)化方案的車內(nèi)聲壓級(jí)相較于BASE 在全頻段皆有減小，貢獻(xiàn)量最突出的頻段集中在2 000～3 000 Hz，如圖13所示。

表2 優(yōu)化方案計(jì)算結(jié)果統(tǒng)計(jì)表

圖13 優(yōu)化方案仿真結(jié)果差值頻譜曲線圖

3.2 試驗(yàn)驗(yàn)證

為了明確上述方案對(duì)車內(nèi)風(fēng)噪性能的實(shí)際有效性以及貢獻(xiàn)量，對(duì)其進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證。

測(cè)試風(fēng)速140 km/h，偏航角度0°。

工況1：BASE工況，即造型設(shè)計(jì)的尾翼。

工況2：在工況1基礎(chǔ)上，安裝尾翼優(yōu)化方案1。

工況3：在工況1基礎(chǔ)上，安裝尾翼優(yōu)化方案2。

工況4：在工況1基礎(chǔ)上，安裝尾翼優(yōu)化方案3。

測(cè)試得到的AI、OA表明3 個(gè)方案都能有效地提升本車風(fēng)噪性能，測(cè)試結(jié)果如表3所示。將3個(gè)方案的聲壓級(jí)頻譜與基礎(chǔ)工況進(jìn)行對(duì)比，如圖14 所示。從3條頻譜差值曲線可以看出，3個(gè)方案在全頻段上都能降低聲壓級(jí)，且在70～1 000 Hz 頻段貢獻(xiàn)量最大，表明對(duì)AI和OA都有較大改善。尤其是在100 Hz左右的頻段，聲壓級(jí)減小量最多，BASE 工況聽到的“轟轟”聲應(yīng)屬于低頻噪聲，實(shí)施了3 個(gè)優(yōu)化方案后，這種聲音明顯減弱。

表3 優(yōu)化方案測(cè)試結(jié)果統(tǒng)計(jì)表

圖14 優(yōu)化方案測(cè)試結(jié)果差值頻譜曲線圖

測(cè)試結(jié)果按照仿真計(jì)算頻率范圍200～10 000 Hz進(jìn)行處理，計(jì)算統(tǒng)計(jì)車內(nèi)情況，結(jié)果如表4 所示，兩種手段AI貢獻(xiàn)量十分接近，OA貢獻(xiàn)量存在一定差異，但是，對(duì)比聲壓級(jí)頻譜曲線（見圖15），可以看出無(wú)論是風(fēng)洞試驗(yàn)，還是仿真計(jì)算，各個(gè)方案在計(jì)算頻段內(nèi)都能降低車內(nèi)聲壓級(jí)，且兩種手段的差值曲線“走勢(shì)”幾乎一致，由此證明，優(yōu)化方案對(duì)于提高車內(nèi)聲學(xué)性能皆是有效的。

表4 優(yōu)化方案計(jì)算與測(cè)試結(jié)果對(duì)比

圖15 結(jié)果差值頻譜（200～10 000 Hz）曲線圖

4 結(jié)論

本文中通過(guò)試驗(yàn)確定了鏤空尾翼對(duì)整車風(fēng)噪性能有較大的不利影響，同時(shí)，通過(guò)對(duì)測(cè)試結(jié)果與數(shù)值計(jì)算結(jié)果的分析，明確了鏤空尾翼發(fā)聲原因，提出了優(yōu)化方向，制定了具體的優(yōu)化方案，并對(duì)優(yōu)化方案進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算分析、風(fēng)洞試驗(yàn)驗(yàn)證，從而進(jìn)一步驗(yàn)證了鏤空尾翼氣動(dòng)噪聲的發(fā)聲原理和優(yōu)化方向。同時(shí)發(fā)現(xiàn)對(duì)聲場(chǎng)低頻計(jì)算精度有待提高，這將是后續(xù)研究的重點(diǎn)之一。本文研究可得如下結(jié)論。

鏤空尾翼氣動(dòng)噪聲來(lái)源：（1）受鏤空尾翼的影響，車頂來(lái)流一部分從尾翼上表面流過(guò)，一部分則從鏤空處加速通過(guò)，導(dǎo)致尾翼上下區(qū)域壓力梯度增大，尾翼上下表面的分離氣流受后下方低壓區(qū)的卷吸作用形成大量的渦旋，向車內(nèi)輻射噪聲；（2）在尾翼下方低壓區(qū)的吸附作用下，尾翼后方部分氣體作用于后風(fēng)擋，產(chǎn)生聲源；（3）在鏤空處高速通過(guò)的氣流受尾翼下型面的引導(dǎo)直接沖擊后風(fēng)擋，產(chǎn)生聲源。

鏤空尾翼優(yōu)化方向：（1）減少鏤空處的氣體流量；（2）降低尾翼下方氣流速度；（3）改變尾翼下方氣流流動(dòng)方向。

文中的試驗(yàn)結(jié)果和研究結(jié)論可為汽車尾翼造型設(shè)計(jì)提供氣動(dòng)聲學(xué)設(shè)計(jì)指導(dǎo)，同時(shí)為鏤空尾翼氣動(dòng)噪聲的優(yōu)化提供重要依據(jù)，具有實(shí)際工程意義。