AcuSolve/OptiStruct乘客舱噪声仿真

汽车的噪声、振动与声振粗糙度（NVH）是衡量汽车制造质量的一个综合性指标。由于它给汽车用户的感受是最直接的，在现代的汽车设计中，NVH分析的地位已变得愈发重要。国际汽车界各大整车制造企业和零部件企业有近20%的研发经费用于解决车辆的NVH问题上。对于汽车而言，根据问题产生的来源可将NVH问题分为发动机NVH、车身NVH和底盘NVH三大部分，进一步还可细分为空气动力NVH、空调系统NVH、道路行驶NVH、制动系统NVH等等。 NVH分析通常使用结构软件的动力学模块完成，比如HyperWorks系列中的OptiStruct，但是传统的结构软件无法考虑外部流场效应，即流体作用于车身外部结构的压力，以及湍流噪声源。当流体对于结构噪声的贡献量不可忽略时，就需要同时实现流体仿真和结构仿真。HyperWorks的CFD求解器AcuSolve作为一款通用的流体软件，其自带的FWH模块可用于预测远场的气动噪声，但无法直接预测客舱噪声。利用AcuSolve与OptiStruct各自的优势，可建立一种全新的分析模式，即流体对结构的影响引起的结构噪声（Fluid Borne Structural Noise），使汽车客舱内的噪声分析更加全面。流体引起的结构噪声的产生机理有两种：湍流产生的宽带噪声穿过窗户传递到客舱内；流体的脉动压力造成窗户振动，引发客舱内的结构噪声。针对这两种途径，流体/结构联合仿真的应对措施如下：将OptiStruct的客舱模型扩展到车身外表面，以捕捉AcuSolve的计算结果；将AcuSolve计算得到的湍流壁面压力脉动（TWPF）投射到OptiStruct的模型上。流体/结构联合仿真的具体的实施方案如下：建立客舱结构模型；创建流体模型，包括车身包面和外流场风洞网格；流体建模，包括FWH声学设置，然后用AcuSolve进行初始计算；将流体的计算结果从时域转换到频域，包括Lighthill张量声源项以及湍流壁面压力脉动；在OptiStruct模型中导入上述CFD载荷并完成NVH分析。

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