低風噪完美車型,長安UNI-T彰顯未來科技量產者魅力
9月16日,長安UNI-T在中國汽研空氣動力學-聲學風洞試驗室,帶你探索風噪的奧秘。不僅有讓人大開眼界的3D聲學照相機“捕風捉音”,更設有現場油泥模型制作、煙流測試等趣味環節,全方位解密長安UNI-T未來設計背后的硬核科技實力,奇怪的知識點又增加了!趕快與長安UNI-T的項目總監覃勇和空氣動力及熱管理領域國際資深專家孫絡典,一起鑒證這場站在風口上的直播吧!
UNI象征與獨立思想者同行,打破陳規,用想象力探索未來的汽車和汽車的未來,賦予汽車智慧與生命,成為更懂你的伙伴。用開放的姿態與世界互聯互通,讓每個獨立的個體,都擁有獨特的未來。而T代表具有極客精神的T型青年,其中“—”表示廣闊的知識面,“丨”表示某一領域的專精。未來世界需要T型的發展,才能帶來更多的可能。
在汽車駕駛的過程中,常常會有各種噪音例如發動機噪音、路噪、胎噪,而汽車在行駛過程中,車身表面的形狀、輪廓與氣流發生相互作用產生的噪音,被稱之為風噪。汽車行駛速度越快,風噪越大。一旦車速超過80公里每小時,風噪就會逐漸蓋過其他噪音,成為最主要的噪聲來源。在最新汽車消費者調研中,消費者對風噪的抱怨排在TOP5,已經成為汽車用戶最不滿意的問題之一。風噪不僅頻帶寬,強度還高,很容易讓乘客感到煩躁、疲倦,長時間受風噪影響,還會危及行車安全。同時,由于綠色城市建設的推進,電動車等新能源汽車的普及,風噪問題越發凸顯。
要想全面、系統的研究風噪問題,必須滿足兩個環境條件。一是有流場穩定,風速精確可控的風源;二是能夠排除其他噪音的干擾。風洞實驗室無疑是最佳選擇,在四周墻壁和頂部都安裝有吸聲材料,流道內有聲學處理和壓力脈動調節,使背景噪音降為極低的水平。在實驗風速達到140km/h的時候,環境噪音也僅僅只有58 分貝,是世界上最安靜的風洞之一。
麥克風陣列,也叫做“聲學照相機”,在上、左、右三側都各配備了168個麥克風,使得陣列可以精準識別出車外聲源。通過上方和兩側的聲學照相機同時進行拍攝,再經過計算機的匹配合成,可以得到噪聲源在車身表面的3D分布。中國汽研風洞試驗室是國內首個搭載三面麥克風陣列的風洞實驗室,是目前世界上最先進的聲學測量設備之一。
手握兩枚回形針,間隔僅5cm,從大約1.5米的高度,松手同時掉下去,兩枚回形針落地的一瞬間,可以看到聲學照相機的監測屏幕中出現了兩個小色塊,顯示出了聲學照相機極高的靈敏度;同時也非常精準,即使兩個聲源相隔很近,也能夠清晰地被識別出來。保障了汽車噪聲源識別試驗中的精準與可靠性。
人工頭主要是采集人坐車時感受到的真實噪聲,在測試中,會放置在前排駕駛及副駕駛座上。人工頭雙耳位置安裝有聲學傳感器,這樣在錄制聲音時,可以模擬人體肩部、頭部和耳廓等部位對聲場的影響,回放出更接近于人耳實際聽到的聲音信號。
球形陣列在測試中會放置在駕駛艙內部,幫助找出車內的聲源分布以及噪聲泄露位置。
表面麥克風粘貼在車身表面,作用于測量車身表面的壓力脈動。三個設備都是為了輔助在風噪實驗中得到最全面的數據,找出問題點并加以改善。
測試開啟以后,首先需要把風速調節到測試需要的速度,在做風噪測試的時候,通常會把風速設置在80—140km/h每小時,直播時的風速設置在120km/h,聲學照相機和人工頭通常會采集30秒左右的數據,采集完成后計算機會對原始數據進行進一步加工處理,并得到需要的信息。
單面陣列有168個麥克風,三面陣列一共會采集504個通道的聲音信號,數據量非常龐大,處理這些數據也需要花費一定的時間。但人工頭采集的只是雙通道信號,所以,處理的時間會快很多。
可以看到在不同風速,不同頻率段下UNI-T測試的風噪噪聲都是不一樣的,我們可以通過噪聲屏譜可以判斷噪聲源的大小,以及不同頻率段給人耳的感覺是不同的。綜合來看,UNI-T的風噪測試成績在行業內處于比較優秀的水平。
UNI-T在設計之初,就通過CAE仿真來分析不同造型方案空氣動力學的好壞,從而發現問題改進設計,并且通過油泥模型,來進行實際測試并做進一步造型調整。
以后視鏡優化為例,僅對后視鏡進行風噪優化,便要涉及造型、法規、CAE和產品等多個部門,造型是否好看,視野是否滿足法規要求,最終調整完的風噪是否能夠達標,需要與多個部門協同與合作,一個微小的改動需要背后無數人的共同努力。通過后視鏡優化,駕駛員人耳處總聲壓級便降低了0.3dB(A),足以見得長安CFD的技術實力。在UNI-T上這樣無數的細節優化,這一個個的0.3dB(A),積少成多,最終產生質變。
作為UNI-T的標志性設計之一,UNI-T的尾翼設計非常特別。這樣超前的設計,也給CFD團隊帶來很大的挑戰。畢竟從空氣動力學的角度來看,傾向于讓所有車的造型都設計成一個樣子,但這顯然不是消費者所希望看到的事情,所以,空氣動力學人的使命,就是要讓形態各異的造型設計,都能夠擁有不錯的空氣動力學表現。
由于尾翼采用了鏤空設計,車頂的氣流會通過孔洞和V形通道向下沖擊到后窗上,形成較大的風噪。第一次看到這個設計時,CFD團隊召開緊急會議,反復論證可行性和風險,并調用了4000核仿真計算資源,其計算量超過100萬CPU小時。如果換作市面上的高性能個人電腦處理器,需要不停運算12年還多,而4000核的高性能計算服務器,把整個計算周期壓縮到20天。在前后做了超過60個優化方案的計算,最終找出20多個有效方案,大幅降低了尾翼產生的風噪。
煙流測試是流場可視化試驗中最常見的試驗手段,在油泥模型工程師用油泥還原早期的V型尾翼設計后,可以通過煙流試驗可以看出不同形狀尾翼對流場的影響。
在早期的尾翼設計時,由于車尾產生的負壓,部分氣流從尾翼鏤空部分鉆下去,形成紊流,產生較大壓力脈動,并通過后風擋傳遞到車內,帶來較大風噪;另一側的最終商品車尾翼狀態,雖同樣是鏤空設計,但氣流在通過車頂后部時,鴨尾將氣流上揚,后部尾翼形成一個斜面更好的引導氣流,氣流向下拍擊后窗的趨勢得到緩解,風噪被有效降低。
UNI-T在120 km/h的風速下,依舊取得了不錯的風噪測試成績。這樣的成績背后,不僅凝聚了UNI-T設計團隊和工程師智慧,更體現了長安汽車以用戶體驗為中心,打造極致產品力的不懈追求,為消費者帶來更加舒適完美的駕乘體驗。
我們希望通過打造長安UNI-T強大的產品實力,去滿足年輕一代消費者多元化的用車需求。對他們而言,汽車不只是交通工具,更要滿足他們的審美需求和情感需求。長安UNI-T通過全新的設計,強大的智能車機系統,全新的藍鯨動力和平臺架構,以及L3級自動駕駛技術,對這些需求一一回應,長安UNI-T為消費者提供了全新的選擇和難忘的體驗。
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