汽车脉动噪声产生机制及控制方法

1.脉动噪声产生的机理

图6-5所示为一个理想流线体。当气流吹到它时，气流与物体之间贴合得很好，流场非常顺畅。这个理想物体是刚性的，没有任何变形。

当气流吹到这个理想流线物体上时，在它的表面会产生压力波动。这种表面上的压力波动会产生噪声，被称为脉动噪声，也被称为气流冲击噪声（Wind Rush Noise）。由于脉动噪声源是双极子噪声源，其声强与气流速度的6次方成正比。

图6-6所示为一个弧形角度的长方体。当气流吹到它时，气流先与物体贴合，然后离开物体，即气流与物体分离，过了一段距离后，再贴合在物体上。把气流与物体分离的区域称为分离区，把它们再贴合的区域称为再附着区。在分离区内，气流会形成旋涡流。旋涡流产生的噪声要远远大于表面压力波动产生的噪声，甚至高达10倍。再附着区域的噪声也大许多。流体在再附着区域的压力波动比贴合区域的压力波动大，因此，噪声也大些。

图6-5 理想流线体

图6-6 带弧形角度的长方体

图6-7所示为一个直角长方体。当气流吹到它的表面时，气流与物体之间没有贴合区，而直接产生分离区。经过很长一段分离距离后，气流再附着在物体上，形成附着区域。与弧形角度的长方体相比，直角长方体的分离区要长许多。

图6-7 直角长方体

2.车身上的脉动噪声(https://www.xing528.com)

当气流流过车身时，在表面产生不稳定的压力波动。这种不稳定的脉动流产生了双极子噪声，然后向各个方向辐射。即便车身非常光滑、刚性，没有任何泄漏，当风吹车身时，由于贴着车身的气流边界层是紊流状态，存在压力波动，因此车身上仍然存在着脉动噪声。这也说明，不管车身怎样设计，风噪是永远存在的。

图6-8 汽车在气流中的流场分布图（见彩插）

图6-8表示一辆汽车在气流中的流场分布图。车身有气流贴合的区域，还有很多分离区域。最典型的分离区域是在后视镜、A柱、天线。在分离区内，有强烈的旋涡流。旋涡流产生的噪声会比附着区内压力波动产生的噪声大10倍以上。因此，上述区域是汽车脉动噪声产生的主要部位。

脉动噪声是车身风噪中最主要的成分，也是不可避免的噪声。脉动噪声是由双极子噪声源产生的，其频带比较宽。通常，它的强度比气吸噪声和空腔噪声大。

3.脉动噪声控制

车身脉动噪声产生的原因是气流在车身上的压力波动，而气流与车身的分离迅速加剧了噪声强度。因此，控制脉动噪声就是从产生的因素出发，即使车身具备良好的流线和减少气流与车身的分离。

良好的流线形车身将使气流与车身贴合良好。如果车身表面光滑度足够高，就会降低气流脉动，并使压力波动降低。在进行车身整体设计时，要考虑气流对风阻和噪声的影响，这一点非常重要。因为到样车阶段，改变车身结构几乎是不可能的。

在车身面板变化的地方，面与面之间的连接一定要流畅，避免出现突变区域或者部件。只有这样，才能避免或者降低分离区。例如：A柱区域有前风窗玻璃、车门、车窗等几个面。这几个面要尽可能在一个曲面上，A柱不能凸起，而是要与前风窗玻璃和车门组成一个曲面。

设计车身附件时，必须考虑气流吹上去所形成的分离区所产生噪声的影响。