某车型关门耳压仿真分析方法研究

苏瑞 李洪亮 苏丽俐 许增满 陈玉明 （

…………………………

为解决部分车型车门关闭时存在压耳感的问题，建立了某车型的 模型，以实测关门速度为输入，仿真得到了车门关闭过程中驾驶员和右后乘员的关门耳压变化情况，基于该模型研究了原状态、优化泄压通道、优化空腔体积以及综合考虑后两者对关门耳压仿真结果的影响，并将仿真与试验结果进行了对比。结果表明，与原状态相比，单独优化泄压通道和空腔体积都可以提高仿真精度，而综合考虑泄压通道和空腔体积时仿真精度达到 以上。

3.2

本文模拟汽车在空旷地带的关门情况，由于关门过程气体流速较小，气体属性设为理想气体，整个流体计

8m

算区域为半径为 的半球，除地面采用固定壁面边界

0

条件外，流体域内其他面均采用静压为 的边界条件。

3.3

Large Eddy Simulation，LES）[

模型采用大涡模拟（ 8]，

不考虑温度对结果的影响，计算量小于直接数值模拟

Direct Numerical Simulation，DNS）[

（ 9]。

-

滤波后不可压缩的紊流运动控制方程为纳维 斯

Navier-Stokes，N-S）

托克斯（ 方程：

∂

u ∂

uu ∂ 2Sij) ∂

∂+∂ =- ρp ∂ ∂ +·∂ -∂

τ t x x γ x x , = 1,2,3, = 1,2,3 i j

1） （ ui/∂ xj+∂ uj/∂ xi)/ 2

式中， 为拉伸率张量； τij为亚格子应力； γ为运动学粘性系数；为流体密度； ρ ui、uj和p分别为滤波后的速度分量和压力； xi、xj分别为节点i、处的参j量；为时间。t

Smagorinsky

亚格子应力采用 模型[10]求解：

=- 2γT·2Sij + 13 2） τ τδ （ γT=(CsΔ) 2( 2SijSij)

式中， 1/2为亚格子粘涡系数； Δ为过滤尺度； Cs为 Smagorinsky Cs= 0.28； i=系数，取 τkk为中 j时τij的i= δij= 1， δij= 0

取值； δij为克罗内克符号，当 j时， 否则 。

3.4边界条件物理模型压耳感仿真

4

关门压耳感仿真主要针对 种模型状态进行计算：

a.

原状态，为了缩短建模时间，在不影响计算精度的前提下，在该车型原有数模的基础上忽略声学包、线路、电器件以及对汽车内流场影响较小的特征结构；

b.

优化气流通道，改善气流通道使其与实车一致；

c.

考虑空腔体积，行李箱两侧吸音棉、轮包处等声学包及备胎舱泡沫使气体流经的空腔体积减小；

d.

在优化气流通道的同时考虑空腔体积，使模型与实车更接近。

4 结果和讨论4.1耳压和关门速度

2

基于某现产车型测量 个监测点的耳压和关门速

3 3a

度，结果如图 所示。由图 可以看出，关门过程中，驾

0.865 s 227.4 Pa，

驶员左耳耳压在第 达到峰值 右后乘员

0.868 s 235.6 Pa，

左耳耳压在第 达到峰值 右后乘员的耳

3 ms，

压峰值相较于驾驶员耳压峰值出现的时间滞后约并且峰值略高，这可能与关门过程中乘员舱内的气体流

3b

动特性有关。由图 可以看出，关门速度先增大，然后

5关注关门过程中乘员的峰值耳压。由图 可知，原状态模型在关门过程中，乘员耳压在车门关闭瞬间会急剧增加到峰值而后稳定衰减，这与实际情况和推测结果相符。

9

测试结果如图 所示，仿真结果与测试结果相吻合。

均相似，但是驾驶员和右后乘员左耳峰值耳压进一步提高。综合考虑两种情况的结果说明：汽车的气流泄压通道与空腔体积对关门耳压都有不可忽略的影响，同时考虑两者的作用也会使乘员耳压进一步提升。

4.4仿真与试验结果对比

为保证仿真计算方法的精度，确定该仿真方法与实

4

际结果的误差，将上述 种仿真结果与实车原状态实测

10

数据对比，结果如图 所示。