破風(fēng)無聲 揭秘長(zhǎng)安UNI-T如何降低風(fēng)噪

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在開車的過程中，我們經(jīng)常會(huì)聽到各種不愉快的聲音，比如發(fā)動(dòng)機(jī)噪音、路面噪音和輪胎噪音。當(dāng)我們的速度越來越高的時(shí)候，就有一種聲音脫穎而出，那就是風(fēng)噪。近日，長(zhǎng)安汽車利用風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室的直播，展示了他們的UNI-T如何“無聲地破風(fēng)”，降低風(fēng)噪。

什么是風(fēng)噪？

車輛風(fēng)噪大家不難理解。只要涉及到與空空氣的高速相對(duì)運(yùn)動(dòng)，大到飛機(jī)、高速列車，小到我們家里用的空開關(guān)、電風(fēng)扇，都無法避免風(fēng)噪。

減弱風(fēng)噪不是一件容易的事。風(fēng)噪直接在車身表面產(chǎn)生，沒有辦法進(jìn)行聲學(xué)封裝。特別是近年來，隨著電動(dòng)汽車等新能源汽車的普及，傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)逐漸被電動(dòng)機(jī)和混合動(dòng)力所取代，而這些新型動(dòng)力總成具有更好的靜音效果，導(dǎo)致風(fēng)噪問題越來越突出。

風(fēng)噪聲不僅頻帶寬，而且強(qiáng)度高。乘客很容易感到煩躁和疲憊。長(zhǎng)時(shí)間受風(fēng)噪影響，會(huì)危及行車安全。

如何研究風(fēng)噪聲？

為了全面系統(tǒng)地研究風(fēng)噪聲，有必要借助風(fēng)洞進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測(cè)試，因?yàn)轱L(fēng)洞可以滿足兩個(gè)必要的研究條件:一是有一個(gè)流場(chǎng)穩(wěn)定、風(fēng)速精確可控的風(fēng)源；二是可以消除其他噪聲的干擾。

這種麥克風(fēng)陣列的測(cè)試結(jié)果最終以圖像的形式直觀地顯示出來。結(jié)合掃描的車型數(shù)據(jù)，工程師可以得到車身表面噪聲源的三維分布。

除了聲學(xué)陣列，我們還可以在直播中看到幾個(gè)頭部模型和球形裝置。這些設(shè)備是人工頭，球面陣列和表面麥克風(fēng)。

在測(cè)試過程中，球形陣列將被放置在駕駛艙內(nèi)，以幫助工程師找出聲源分布和車內(nèi)噪聲泄漏的位置。表面麥克風(fēng)可以附著在車身表面，以測(cè)量車身表面的壓力脈動(dòng)。這三種設(shè)備都是為了幫助工程師在風(fēng)噪聲實(shí)驗(yàn)中獲得最全面的數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)問題并加以改進(jìn)。

如何優(yōu)化汽車風(fēng)噪？

汽車風(fēng)噪聲的優(yōu)化是一項(xiàng)龐大的系統(tǒng)工程，主要從聲源控制和聲學(xué)封裝兩個(gè)方面進(jìn)行。由于風(fēng)噪聲是直接在汽車表面產(chǎn)生的，所以需要從風(fēng)噪聲的來源，也就是與設(shè)計(jì)息息相關(guān)的設(shè)計(jì)上進(jìn)行控制。因此，在產(chǎn)品開發(fā)的早期，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)和工程團(tuán)隊(duì)共同努力，從細(xì)節(jié)上打磨設(shè)計(jì)。

在后期的開發(fā)過程中，將更加注重密封系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和隔音吸聲材料的應(yīng)用，進(jìn)一步提高車輛的NVH性能。

在設(shè)計(jì)之初，工程師通常通過CAE仿真分析不同建模方案空的空氣動(dòng)力學(xué)，從而發(fā)現(xiàn)問題，改進(jìn)設(shè)計(jì)。同時(shí)，還可以通過污泥模型的實(shí)際測(cè)試進(jìn)行進(jìn)一步的調(diào)整。直播中工程師舉了兩個(gè)例子說明造型對(duì)風(fēng)噪的影響很大，一個(gè)是后視鏡，一個(gè)是尾部。

雖然0.3dB的差距從數(shù)值上來看不是很明顯，但后視鏡只是針對(duì)一部分進(jìn)行了優(yōu)化，工程師們也在UNI-T上優(yōu)化了無數(shù)細(xì)節(jié)，正是這種微小的改進(jìn)，積少成多，最終會(huì)導(dǎo)致質(zhì)變。

作為尾翼UNI-T的標(biāo)志性設(shè)計(jì)之一，整車帶有一絲科幻感，不僅讓工程師團(tuán)隊(duì)驚嘆不已，也深受網(wǎng)友喜愛。然而，設(shè)計(jì)創(chuàng)新越大，挑戰(zhàn)就越大。

如前所述，單面聲學(xué)陣列有168個(gè)麥克風(fēng)，而三面陣列將用于測(cè)試，總共將收集504路聲音信號(hào)。數(shù)據(jù)量非常巨大。只有在UNI-T尾部整個(gè)優(yōu)化過程中，數(shù)據(jù)計(jì)算量才會(huì)超過100萬CPU小時(shí)。如果用市場(chǎng)上最新一代的計(jì)算機(jī)處理器進(jìn)行計(jì)算，需要連續(xù)計(jì)算12年。

為此，設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)調(diào)用了4000核高性能計(jì)算服務(wù)器，計(jì)算能力占整個(gè)長(zhǎng)安計(jì)算集群的四分之一，將整個(gè)計(jì)算周期縮短至20天。

經(jīng)過分析優(yōu)化，UNI-T在車頂后端增加了鴨尾設(shè)計(jì)，擾流板增加了坡度。雖然是同一個(gè)造型空，但當(dāng)氣流通過車頂后部時(shí)，鴨尾會(huì)抬高氣流，尾部也會(huì)形成一個(gè)斜面，更好的轉(zhuǎn)向流動(dòng)，這樣氣流向下撞擊后窗的趨勢(shì)就會(huì)得到緩解，風(fēng)噪自然也會(huì)降低。

寫在最后:

風(fēng)噪是看不見摸不著的，但卻是影響行車質(zhì)量的重要因素。為了減少一點(diǎn)風(fēng)噪，需要投入大量的人力物力。我們可以看到，車身上的每一個(gè)細(xì)節(jié)都是無數(shù)工程師辛勤勞動(dòng)和汗水的結(jié)晶。