全消聲室的案例
耳朵的親密接觸——聲場(chǎng)與聲音的萬(wàn)縷關(guān)系
因此，接下來(lái)科普一下常見(jiàn)的自由場(chǎng)與消音室，混響場(chǎng)與混響室。
2. 自由場(chǎng)與消音室
自由場(chǎng)是指聲源在均勻、各向同性媒介中傳播時(shí)，不計(jì)邊界影響的聲場(chǎng)，此時(shí)聲場(chǎng)中只有直達(dá)場(chǎng)而沒(méi)有反射聲。實(shí)際上，只能做到反射聲盡可能小，和直達(dá)聲相比可以忽略不計(jì)。例如，聲源懸浮于室外足夠高的空間上，聲源輻射的聲波可以無(wú)阻礙地向四面八方傳播，那么，此時(shí)這樣的聲場(chǎng)就可認(rèn)為是自由場(chǎng)。但實(shí)際上，聲源是不可能懸浮于空中的，只能位于有限高度上，而地面認(rèn)為是一個(gè)半徑無(wú)限大的反射面，那么，把這樣的聲場(chǎng)稱為半自由場(chǎng)，如聲源位于室外空曠場(chǎng)所。在自由場(chǎng)的遠(yuǎn)場(chǎng)中，距離每增加一倍，聲壓級(jí)降低6dB，如下圖所示。
當(dāng)測(cè)量靠近地面進(jìn)行時(shí)，還需考慮聲源與接收器之間的地面影響。例如：聲波沿地面?zhèn)鞑r(shí)的聲衰減與地面的性質(zhì)及其覆蓋物有關(guān)，厚草地對(duì)聲波的衰減約為20dB/100m。因此，聲壓測(cè)量時(shí)，測(cè)量位置都要求有一定的高度。常規(guī)的高度是1.2米（人坐立時(shí)耳朵高度）或1.5米（人站立時(shí)耳朵高度）。
因此，為了模擬自由場(chǎng)的聲學(xué)環(huán)境，人們建立了全消聲室。為了使室內(nèi)建立自由聲場(chǎng)，房間六個(gè)表面都應(yīng)該鋪設(shè)吸聲系數(shù)特別大的材料，比較常用的是尖劈和復(fù)合材料，要求在使用的頻率范圍內(nèi)的吸聲系數(shù)大于0.99。全消音室地面上也需要鋪設(shè)吸聲材料，因此，在地面的吸聲材料之上應(yīng)該裝設(shè)水平的鋼蠅網(wǎng)，以便放置試件并能在房間內(nèi)起動(dòng)。
在全消音室，聲音傳播如同在自由場(chǎng)中，幾乎無(wú)反射。但通常高頻聲音比低頻更有效，這是因?yàn)橄?em>室可用的最低頻率取決于房間體積和尖劈長(zhǎng)度，如安裝1-2米尖劈的大房間有效的低頻可達(dá)100Hz。
展開 基于Actran的空調(diào)管道類氣動(dòng)噪聲計(jì)算及應(yīng)用
管路噪聲測(cè)量實(shí)驗(yàn)（全消聲室）
計(jì)算過(guò)程中，CFD部分采用Star-CD軟件，采用DES湍流模型求解管路瞬態(tài)流動(dòng)特征，管道全長(zhǎng)3m，網(wǎng)格采用正交笛卡爾網(wǎng)格，網(wǎng)格數(shù)為2,400,000。進(jìn)口邊界為，速度進(jìn)口，流速為7.5m/s；出口邊界為相對(duì)壓力出口，相對(duì)壓力為0，參考大氣壓為10325Pa；其他邊界為無(wú)滑移速度邊界，即定義為WALL。
瞬態(tài)計(jì)算前，先求解穩(wěn)態(tài)流場(chǎng)，采用RANS湍流模型，目的為瞬態(tài)計(jì)算提供初始流場(chǎng)，便于瞬態(tài)迭代；同時(shí)便于查看網(wǎng)格質(zhì)量及需要加密的區(qū)域。瞬態(tài)計(jì)算中，時(shí)間步長(zhǎng)為8e-5s，這個(gè)是由聲學(xué)計(jì)算的頻率范圍決定的；保留時(shí)長(zhǎng)為1s，從仿真的第8秒到第9秒之間。
圖21.PIV實(shí)驗(yàn)與Star-CD仿真結(jié)果
圖22. 壁面脈動(dòng)壓力實(shí)驗(yàn)與仿真的對(duì)比曲線
上圖中，藍(lán)色實(shí)線和黑色實(shí)線來(lái)自另一篇文獻(xiàn)，紅色實(shí)線是Star-CD計(jì)算結(jié)果。較好的CFD計(jì)算結(jié)果是后續(xù)聲學(xué)計(jì)算的必要保證。
圖23. 聲學(xué)網(wǎng)格劃分
聲學(xué)計(jì)算采用Actran軟件，分析頻率為1000Hz，按每個(gè)波長(zhǎng)4個(gè)二階四面體單元來(lái)表示，網(wǎng)格數(shù)為240,000。
圖24. 不同頻率聲壓級(jí)分布云圖（左）及聲源分布云圖（右）
圖25. 實(shí)驗(yàn)與仿真對(duì)比曲線（1）
上圖中，綠色陰影部分為監(jiān)測(cè)點(diǎn)附近多個(gè)測(cè)點(diǎn)的測(cè)量數(shù)據(jù)形成的數(shù)據(jù)區(qū)間；綠色實(shí)線為測(cè)量數(shù)據(jù)平均值；藍(lán)色實(shí)線為Actran計(jì)算的測(cè)點(diǎn)附近多個(gè)點(diǎn)的平均值。
展開 中國(guó)汽車NVH技術(shù)的過(guò)去、現(xiàn)在以及未來(lái)
現(xiàn)在：2003年-2010年
現(xiàn)在時(shí)期：分為兩個(gè)階段：
NVH啟蒙時(shí)期：2003-2007
NVH快速發(fā)展時(shí)期：2008-2010
啟蒙時(shí)期的特征
各個(gè)方面都開始重視NVH
主機(jī)廠(OEM)意識(shí)到NVH的重要，逐年增加投入，NVH隊(duì)伍快速擴(kuò)大
行業(yè)關(guān)注NVH，各種會(huì)議和培訓(xùn)越來(lái)越多，汽車工程學(xué)會(huì)NVH學(xué)組成立
顧客逐漸走向成熟，對(duì)噪聲與振動(dòng)開始挑剔；
海外華裔學(xué)者對(duì)中國(guó)汽車NVH發(fā)展的推進(jìn)，比如講課、出書、交流等
實(shí)驗(yàn)室與CAE的大量投入
各個(gè)公司紛紛興建試驗(yàn)室，如：
2005年，一汽建成大型整車消聲室和發(fā)動(dòng)機(jī)全消聲室，等；
2006年，泛亞建成整車消聲室、發(fā)動(dòng)機(jī)消聲室、模態(tài)實(shí)驗(yàn)室，等；
2006年，長(zhǎng)安建成大型整車消聲室。
CAE的使用開始普及：
人才隊(duì)伍快速發(fā)展
從事NVH的工程師逐步增加，以長(zhǎng)安為例：2003年，只有5名NVH工程師;2007年，超過(guò)30名；
企業(yè)開始在海外招聘NVH專家。
高校、咨詢公司與供應(yīng)商
高校的一些教授開始了NVH研究，NVH研究生招生擴(kuò)大，企業(yè)開始了與高校的合作；
國(guó)外的相關(guān)公司(LMS，BK，Altair，等等)，在中國(guó)的業(yè)務(wù)主要是出售儀器和軟件，國(guó)內(nèi)的咨詢公司開始出現(xiàn)，主要是做CAE分析。
展開 