*摘要
中華汽車公司使用 Actran 縮短仿真時(shí)間并將求解擴(kuò)展到更高的頻率。中華汽車公司為其小型卡車的通過噪聲評(píng)估建立了新的仿真流程，使他們的計(jì)算時(shí)間從 100 小時(shí)減少到僅 2 小時(shí)，并將研究頻率范圍擴(kuò)展到 5000 Hz。
項(xiàng)目背景及挑戰(zhàn)
小貨車加速噪聲的要求越來越嚴(yán)格，這對(duì)中華汽車小型卡車的噪聲指標(biāo)提出了更高的要求，汽車 NVH 團(tuán)隊(duì)也面臨著目標(biāo)苛刻、計(jì)算成本高、工作量大、影響效益等挑戰(zhàn)。
圖.第51-03號(hào)ECE通過噪聲法規(guī)
未來，小型貨車的加速噪聲將更加嚴(yán)格，預(yù)計(jì)到2025年將從71分貝大幅降低至69分貝。
圖.噪聲限值監(jiān)管的歷程時(shí)間軸
中華汽車NVH團(tuán)隊(duì)的響應(yīng)
中華汽車公司采用測(cè)試和模擬相結(jié)合的方法來處理通過噪聲問題。
1. 結(jié)合遠(yuǎn)/近場(chǎng)聲學(xué)測(cè)量方法實(shí)現(xiàn)3D聲源定位；
2. 通過數(shù)值模擬分析通過噪聲的外部聲場(chǎng)。
2018年開始，中華汽車采用邊界元BEM法模擬通過噪聲，并在2019年第24屆SAE會(huì)議上發(fā)表文章。實(shí)際噪聲測(cè)量到的主要貢獻(xiàn)區(qū)間在100~4000Hz之間，但BEM的方法由于計(jì)算效率的問題無法達(dá)到最高求解頻率（4000Hz）。即使在100~2000Hz的頻率范圍內(nèi)，求解也需要100多個(gè)小時(shí)，與實(shí)際測(cè)量結(jié)果存在高達(dá)9dB的誤差。因此，減少數(shù)值計(jì)算的求解時(shí)間、增加求解頻率范圍和提高求解精度是非常必要的。針對(duì)以上需求，中華汽車集團(tuán)提出了以下三種方法：
Actran 完美地滿足了這些要求。中華汽車于2020 年初開始使用 Actran 進(jìn)行通過噪聲仿真。經(jīng)過很短的時(shí)間，已經(jīng)取得了顯著的成果。
首先，求解時(shí)間大大縮短。在100~2000Hz的頻率范圍內(nèi)，僅需2小時(shí)即可解決問題，效率明顯高于原來的100多個(gè)小時(shí)。從2000Hz到5000Hz的頻段只需要7個(gè)小時(shí)的計(jì)算時(shí)間。
間接聲源預(yù)估方法是利用近場(chǎng)麥克風(fēng)的模擬噪聲傳遞函數(shù)（NTF）和實(shí)測(cè)噪聲（Response）來計(jì)算聲源（Source）。
NTF是九階方陣，直接計(jì)算過程很復(fù)雜，所以加以簡(jiǎn)化：假設(shè)各項(xiàng)聲源不會(huì)相互干擾，因此耦合項(xiàng)為零。這樣就可以將問題簡(jiǎn)化為9個(gè)獨(dú)立方程，直接得到聲源。
將實(shí)測(cè)結(jié)果與Actran仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，可以發(fā)現(xiàn)只有0.2dB的誤差，精度大大提高。
圖.驗(yàn)證：在距離7.5m處對(duì)比actran和測(cè)試結(jié)果發(fā)現(xiàn)僅有0.2dB的誤差。
用于聲學(xué)包裹分析的專用后處理技術(shù)
Actran有專門的模塊處理通過噪聲的結(jié)果，方便用戶制定抑制通過噪聲的對(duì)策，步驟如下：第一步，找到車輛左、右兩側(cè)噪聲的最高時(shí)刻；第二步，找到噪聲最高時(shí)刻對(duì)應(yīng)的位置；第三步，找到最高點(diǎn)位置對(duì)應(yīng)的頻率響應(yīng)，找到幅度最大的頻率；第四步，列出每個(gè)聲源的貢獻(xiàn)，找出幅值最大的頻率處貢獻(xiàn)度最大的聲源。這部分可以加隔音材料來降低噪音。
2020年，中華汽車提出將通過噪聲的仿真和以上流程的不同步驟（聲源分析、NTF計(jì)算、響應(yīng)疊加和貢獻(xiàn)分析）結(jié)合到一個(gè)工具中。Actran的開發(fā)團(tuán)隊(duì)很快響應(yīng)需求，并在2021年推出了專用于通過噪聲分析的工作流管理器，將此仿真工作流程所需的前處理和后處理直接整合到一個(gè)界面，方便用戶操作和分析。
總結(jié)
Actran滿足了中華汽車集團(tuán)對(duì)噪聲仿真的各種需求，其中也包括在一年內(nèi)開發(fā)了通過噪聲流程管理器這項(xiàng)垂直應(yīng)用，幫助中華汽車解決了當(dāng)前的挑戰(zhàn)。在海克斯康技術(shù)人員的幫助下，通過噪聲仿真流程已完全建立并已應(yīng)用于車型的研發(fā)。
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