长安UNI-T的前卫造型打造低风噪成绩

作者：胖哥汽车频道
2020-09-16 20:06
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9月16日，长安UNI-T在中国汽研空气动力学-声学风洞试验室，带你探索风噪的奥秘。长安UNI-T的项目总监覃勇和空气动力及热管理领域国际资深专家孙络典带你领略3D声学照相机“捕风捉音”，以及泥模型制作、烟流测试等趣味环节，解密长安UNI-T的风阻实验是怎么进行的，一起鉴证这场站在风口上的直播吧！

在汽车驾驶的过程中，常常会有各种噪音例如发动机噪音、路噪、胎噪，而汽车在行驶过程中，车身表面的形状、轮廓与气流发生相互作用产生的噪音，被称之为风噪。汽车行驶速度越快，风噪越大。一旦车速超过80公里每小时，风噪就会逐渐盖过其他噪音，成为最主要的噪声来源。在最新汽车消费者调研中，消费者对风噪的抱怨排在TOP5，已经成为汽车用户最不满意的问题之一。风噪不仅频带宽，强度还高，很容易让乘客感到烦躁、疲倦，长时间受风噪影响，还会危及行车安全。同时，由于绿色城市建设的推进，电动车等新能源汽车的普及，风噪问题越发凸显。

要想全面、系统的研究风噪问题，必须满足两个环境条件。一是有流场稳定，风速精确可控的风源；二是能够排除其他噪音的干扰。风洞实验室无疑是最佳选择，在四周墙壁和顶部都安装有吸声材料，流道内有声学处理和压力脉动调节，使背景噪音降为极低的水平。在实验风速达到140km/h的时候，环境噪音也仅仅只有58 分贝，是世界上最安静的风洞之一。

测试仪器—麦克风阵列

麦克风阵列，也叫做“声学照相机”，在上、左、右三侧都各配备了168个麦克风，使得阵列可以精准识别出车外声源。通过上方和两侧的声学照相机同时进行拍摄，再经过计算机的匹配合成，可以得到噪声源在车身表面的3D分布。中国汽研风洞试验室是国内首个搭载三面麦克风阵列的风洞实验室，是目前世界上最先进的声学测量设备之一。

UNI-T回形针测试

手握两枚回形针，间隔仅5cm，从大约1.5米的高度，松手同时掉下去，两枚回形针落地的一瞬间，可以看到声学照相机的监测屏幕中出现了两个小色块，显示出了声学照相机极高的灵敏度；同时也非常精准，即使两个声源相隔很近，也能够清晰地被识别出来。保障了汽车噪声源识别试验中的精准与可靠性。

现场测试——声学照相机

测试开启以后，首先需要把风速调节到测试需要的速度，在做风噪测试的时候，通常会把风速设置在80—140km/h每小时，直播时的风速设置在120km/h，声学照相机和人工头通常会采集30秒左右的数据，采集完成后计算机会对原始数据进行进一步加工处理，并得到需要的信息。

单面阵列有168个麦克风，三面阵列一共会采集504个通道的声音信号，数据量非常庞大，处理这些数据也需要花费一定的时间。但人工头采集的只是双通道信号，所以，处理的时间会快很多。

可以看到在不同风速，不同频率段下UNI-T测试的风噪噪声都是不一样的，我们可以通过噪声屏谱可以判断噪声源的大小，以及不同频率段给人耳的感觉是不同的。

UNI-T后视镜优化

UNI-T在设计之初，就通过CAE仿真来分析不同造型方案空气动力学的好坏，从而发现问题改进设计，并且通过油泥模型，来进行实际测试并做进一步造型调整。通过后视镜优化，驾驶员人耳处总声压级便降低了0.3dB（A）。

UNI-T尾翼优化

作为UNI-T的标志性设计之一，UNI-T的尾翼设计非常特别。由于尾翼采用了镂空设计，车顶的气流会通过孔洞和V形通道向下冲击到后窗上，形成较大的风噪。第一次看到这个设计时，CFD团队召开紧急会议，反复论证可行性和风险，并调用了4000核仿真计算资源，其计算量超过100万CPU小时。如果换作市面上的高性能个人电脑处理器，需要不停运算12年还多，而4000核的高性能计算服务器，把整个计算周期压缩到20天。在前后做了超过60个优化方案的计算，最终找出20多个有效方案，大幅降低了尾翼产生的风噪。

UNI-T烟流测试

烟流测试是流场可视化试验中最常见的试验手段，在油泥模型工程师用油泥还原早期的V型尾翼设计后，可以通过烟流试验可以看出不同形状尾翼对流场的影响。

在早期的尾翼设计时，由于车尾产生的负压，部分气流从尾翼镂空部分钻下去，形成紊流，产生较大压力脉动，并通过后风挡传递到车内，带来较大风噪；另一侧的最终商品车尾翼状态，虽同样是镂空设计，但气流在通过车顶后部时，鸭尾将气流上扬，后部尾翼形成一个斜面更好的引导气流，气流向下拍击后窗的趋势得到缓解，风噪被有效降低。