在之前的论文《有限元法风噪仿真关键技术解密》(1)中，主要阐述了非定常不可压缩CFD+Actran的详细过程，非定常流场和噪声源输出的计算，外声场模型的建立以及外载荷的提取。本章将介绍室内声学模型、室内声场计算和实际应用案例。

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室内声学模型建造

座椅、天花板、地板、仪表板等应预留用于建立内声模型，以便后续设置相关材料边界，并参考内声测试的具体风洞试验方法；考虑到是否在乘员舱中增加假人或工头模型，室内声学建模的重点是窗户玻璃和内部声学材料的处理。

类似前风挡夹层玻璃的建模方法：

1. 建立夹层实体模型，根据实体材料的厚度划分实体网格。在Actran中设置约束模式和输入杨氏模量、泊松比、密度和阻尼材料性能。

2. 将夹层玻璃实体模型简化为壳单元模型，根据材料厚度和性能依次设置Actran中的复合材料组件，并考虑多层结构。

图1夹层玻璃的造型方法

室内吸声材料的考虑方式：

1. 建立室内声学材料的实体模型、多孔声学材料的Actran模型、输入密度、模量、流动阻力、泊松比、空隙率等参数，一般供应商很难提供如此详细的材料性能。

2. 将地毯、吊顶等室内装饰的吸声系数转换成导纳边界，在相应的边界上加载Actran中的导纳边界条件；导纳边界加载在吸声材料表面，因此不需要建立实体模型。一般的供应商可以提供吸声材料的吸声系数曲线。

c为声速，为密度，为吸声系数，Z为声阻抗，A为声导纳。

3.将测得的车内混响时间转换为车内空气阻尼，以考虑声学包对车内噪声传播的整体影响。在声速值上加一个虚部来设定空气阻尼值，虚部值=声速*虚部系数。

f为频率，T60为测得混响时间值。这种方法可以充分考虑车内所有声学材料的影响，简单的设置是比较常见的方法。

图2室内装修模型及系数

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内部声场计算

将AWPF和TWPF的噪声载荷加载到客舱声学模型的窗玻璃上，考虑玻璃的结构材料特性、约束条件和车内声膜的吸声性能，计算出车内人耳的噪声幅值。

在Actran室内噪声的计算中，应注意窗玻璃和室内装饰材料的介质性能和阻尼的定义。同时，窗玻璃周围的抽取线单元应用于三个方向的运动约束。AWPF和TWPF可以利用Actran中的loadcase功能来评估每个玻璃的不同载荷对人耳监测点噪声的贡献。

图3。带有玻璃约束的室内声学模型

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应用案例

图4现代HSM模型

图5标致雪铁龙

图6大众汽车

图7北汽新能源

图8长安新能源

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总结

非定经常和不可压缩CFD+Actran混合方法进行风噪声模拟，整个分析过程相对简单，了解和掌握TWPF和AWPF的载荷和特性差异是基础，准确提取AWPF和TWPF是关键，车内材料性能和阻尼是计算精度的重要保证。

文章来自：公众号：有限元仿真分析

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