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傳統非結構質量單元法模擬聲學內飾件和阻尼材料已經無法滿足中頻車內噪聲計算精度的要求，尋找創新的方法能夠精細化模型并進行優化的需求與日俱增。通用汽車已經采用Actran軟件并利用現有的結構有限元模型，準確的考慮車輛中的所有聲學內飾件，補充了中頻段（400-1500Hz）的NVH仿真能力。通過結構的修改和仿真的驗證，得到了解決噪聲問題的方案。

NVH問題通常又伴隨著強度和疲勞耐久等問題，因此都屬于NVH的研究范疇。解決方案涉及到多個學科領域，包括結構、多體動力學、聲學、流體、疲勞以及聯合仿真技術等。

Ansys NVH解決方案針對NVH的Ansys多物理場分析包括四個部分。首先，通過電機的電磁仿真，確定與電機性能有關的徑向力、切向力和軸向力。然后，結構仿真將力耦合到電機外殼中。再次，生成輻射振動噪聲結果。最后，將聲學結果轉化成聲音文件還原。該多物理場方法，從總體上反映了電機的電磁、結構和聲學性能。

2 基于Motor-CAD的E-NVH仿真分析2.1 Motor-CAD 軟件中的電機模型 本例以一臺48S8P永磁同步電機為例，對電機的電磁噪聲進行仿真分析。通過Motor-CAD中的Mechanical模塊對電機E-NVH進行仿真分析，為后續的降噪方案提供思路。表1所示為電機的主要結構參數。

通過仿真優化電機噪音（包括SRM）涉及頗具挑戰性的多物理場建模。SRM中的噪音和振動主要源于定子的結構性激振，是由不斷變化的磁場和相電流引起的。電機外表面的結構變形導致其周圍的空氣流動，從而產生了氣壓變化，形成噪音。要實現精確的仿真，需要將磁學、振動（結構性）和聲學領域加以結合，才能正確捕獲所涉及的全部現象。 第一步是計算定子上的磁力。

電機NVH是一個多物理場耦合的問題，其中涉及到的電磁、機構運動、熱流等領域，對應仿真也需要采用多個不同領域的求解器聯合求解。目前，對于由于電磁載荷引起的電機噪聲仿真一般采取先進行電磁仿真提取電磁力，然后將提取的電磁力加載到結構有限元模型上進行結構振動噪聲仿真的流程。電磁仿真需要采用考慮運動的時域求解器，因此往往采用2D模型提高仿真分析效率。

軸承噪聲、動不平衡噪聲和結構共振噪聲是機械噪聲的主要來源。新能源汽車中的液冷系統也會存在一定的噪聲,電機振動噪聲仿真在獲得電磁力(密度)以及驗證后的電機結構模型的基礎上，就可以利用聲學分析工具進行結構聲振耦合分析,預測電機的輻射噪聲。同時,在仿真中可以通過模態貢獻量分析,板塊貢獻量分析，有效輻射聲功率等分析手段對電機噪聲的機理進行深入的解剖。

在這種情況下，福特的工程師使用Adams 3D傳動系統和整車模型作為聯合仿真主模型，使用AMESim1D變矩器滑移控制器模型作為聯合仿真從模型，目標是優化變矩器滑移，以滿足車輛的拖載NVH目標，同時最大限度地提高燃油經濟性。

電動汽車的結構也與內燃機汽車有很大不同。除了各種可能的電機分布（前軸一個電機、每軸一個電機、車輪安裝電機等）外，現在還需要包括一個大而重的電池組。電動汽車并非從零開始設計，但車身設計和性能往往與內燃機汽車有很大不同。為了達到所有目標，OEM大量采用了仿真技術。

電機NVH設計技術挑戰包含： 電機噪聲形成基理的多樣性 噪聲傳播路徑的復雜性- 本體聲音輻射- 系統結構傳導 小型化、大轉矩、低噪聲的設計矛盾 仿真精度的更高要求/制造質量的不均勻性ANSYS NVH仿真關鍵技術： 集成式解決方案 [真正多物理場耦合仿真、跨學科優化平臺]- 電磁、震動、聲學、優化

多尺度的分析結果使得對材料和結構的失效預測更加準確。圖1. Digimat軟件界面02在NVH的應用Digimat復合材料大量應用于汽車零部件及總成結構中，在針對此類型結構進行動力學仿真分析時，傳統的有限元仿真分析無法考慮復合材料的復雜的粘彈性各向異性行為，只能認為材料是各向同性的，因此不能準確描述結構的NVH響應。

圖2 整車中頻NVH應用分類Simcenter SEA+結合中頻NVH仿真的需求，采用針對性的技術將有限元數據和統計能量方法有機結合，幫助解決整車中頻NVH仿真中空氣聲和結構聲精細化建模仿真的難題。

發動機接附點模態動剛度結構有限元仿真與優化[5][6]，避免了結構剛性不足所帶來的結構噪聲問題。車身傳遞函數仿真分析優化技術[7][8]，改善了對發動機激勵結構噪聲的放大傳遞作用。在應用這些研究成果過程中發現所有的分析僅僅考慮到子系統本身的性能，但整車是一個整體系統，子系統本身性能良好，不代表著整車裝配后的整體性能良好。整車狀態的仿真分析也大部分在有前一階段的載荷數據后才能開展分析工作。

嘗試通過實施基于 FRF 的多級裝配（FBA）解決方案來提高他們預測重型卡車車輛級 NVH 性能的能力，該解決方案包含在海克斯康的多學科結構分析應用程序 MSC Nastran 中。車輛NVH開發關鍵挑戰鑒于客戶越來越重視客戶舒適度，該團隊致力于利用快速生成 NVH 解決方案，為客戶提供最佳體驗。通常，車輛設計和開發過程涉及各個部門，例如發動機、底盤等零件的部門。

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在這種情況下，福特的工程師使用Adams 3D傳動系統和整車模型作為聯合仿真主模型，使用AMESim1D變矩器滑移控制器模型作為聯合仿真從模型，目標是優化變矩器滑移，以滿足車輛的拖載NVH目標，同時最大限度地提高燃油經濟性。

伴隨計算機輔助設計與仿真的日益普及，CAE技術在電驅動系統的設計開發中發揮著越來越重要的作用。AVL作為全球知名的汽車技術咨詢公司，在電驅動總成設計與開發的模擬技術中，形成了從系統到部件、從部件結構可靠性、系統NVH性能到整車動力性經濟性以及整車熱管理分析的完整的工具鏈。基于AVL 仿真模擬平臺針對電機的模擬仿真，可以考慮到多物理場間復雜的相互作用，進行多物理場、多計算域的聯合仿真。

在這種情況下，福特的工程師使用Adams 3D傳動系統和整車模型作為聯合仿真主模型，使用AMESim1D變矩器滑移控制器模型作為聯合仿真從模型，目標是優化變矩器滑移，以滿足車輛的拖載NVH目標，同時最大限度地提高燃油經濟性。

音響在整車集成環境下的結構、腔體共振仿真方案也為車內音響娛樂系統的聲場和NVH性能預測提供了一種新的模擬思路。自上個世紀90年代進入中國，MSC工程技術人員一直為廣大OEM、零部件提供技術培訓與咨詢服務，行業背景深厚。海克斯康近幾年推出的基于AI和機器學習的新一代仿真軟件Odyssee也在汽車NVH領域發揮著越來越大的作用，可實現多應用場景的智能仿真及優化。