風噪噪聲源及分類

風噪噪聲源可以從兩個方面來劃分：第一方面是從風噪的表現(xiàn)形式來劃分，即從所觀察和測量到的噪聲形式的角度，如脈動壓力產(chǎn)生的噪聲、縫隙產(chǎn)生的噪聲；第二方面是從風噪產(chǎn)生的物理機理的角度來劃分，如單極子噪聲、雙極子噪聲。一、按照表現(xiàn)形式來劃分風噪源第一類是脈動噪聲?？諝庾饔迷谲嚿砩袭a(chǎn)生湍流，湍流自身可以看做為體聲源，一部分噪聲通過車身結(jié)構(gòu)傳遞到車內(nèi)，一部分在車身表面產(chǎn)生了壓力波動激發(fā)車身結(jié)構(gòu)產(chǎn)生振動，這種湍流擾動產(chǎn)生的噪聲被稱為脈動噪聲，脈動噪聲屬于寬頻噪聲，作用頻率在20Hz~10000Hz之間。第二類是氣吸噪聲。車外的風聲會穿過車身縫隙進入車內(nèi)。即便車身沒有縫隙，但是汽車運動時，相鄰部件（如車門與車身）之間可能出現(xiàn)縫隙，車外的噪聲會穿過縫隙進入車內(nèi)。這種透過縫隙的風噪聲被稱為氣吸噪聲。第三類是風振噪聲。當打開天窗或者玻璃窗時，車身就像一個共振腔而發(fā)出低頻的轟鳴聲，這類噪聲稱為風振噪聲，風振噪聲屬于窄頻噪聲，作用頻率在15Hz~25Hz之間。第四類是空腔噪聲。車身外部部件之間都有間隙，比如A柱和車門之間的間隙。如果這些間隙大，就形成了一些小的空腔。當風吹到這些小空腔時，氣流在里面振蕩，并產(chǎn)生噪聲。這種噪聲稱為空腔噪聲。二、按照產(chǎn)生的物理機理來劃分風噪源在經(jīng)典聲學中，聲波產(chǎn)生是源于物體表面的振動。因為物體的振動使得表面流體產(chǎn)生了壓縮和膨脹的交替變化，從而發(fā)聲。最基本的發(fā)聲單元是點聲源。不同點聲源的組合就形成了不同的發(fā)聲體。最典型的聲源有單極子噪聲源、雙極子噪聲源和四極子噪聲源。第一種是單極子噪聲源。單極子噪聲源是一個脈動球源，以小幅度和周期性的形式不斷地做膨脹和收縮運動，向空間均勻地輻射球面波。單極子噪聲源是不穩(wěn)定的體積氣流運動產(chǎn)生的。當車身表面的脈動壓力使得不穩(wěn)定的氣流從車外流向車內(nèi)時，就形成了單極子噪聲源。單極子噪聲源的聲功率與氣流速度的4次方成正比，表達為, , 、V4W?（pl2C3）—0C4式中，p0是空氣密度；l是物體表面的特征尺寸；V是流體的速度；C是聲速。單極子噪聲源的聲功率級可以表示為L-40lgv第二類是雙極子噪聲源。兩個距離很近、相位相反的單極子噪聲源就構(gòu)成了雙極子噪聲源。剛性表面上有不穩(wěn)定氣流壓力，或者紊流沖擊到物體表面，就產(chǎn)生了雙極子噪聲源，例如：氣流沖擊到天線時，在其周圍形成了馮卡門渦流，并產(chǎn)生不穩(wěn)定力，這時就有雙極子噪聲源。雙極子噪聲源的聲功率與氣流速度的6次方成正比，表達為, , 、V6W?（pl2C3）—0C6雙極子噪聲源的聲功率級可以表示為L-60lgv第三類是四極子噪聲源。兩個距離很近、彼此平行而相位相反的雙極子噪聲源構(gòu)成了四極子噪聲源。當兩個流體單元相互碰撞時，使得流體產(chǎn)生不穩(wěn)定的內(nèi)部應(yīng)力，從而形成四極子噪聲源。在不穩(wěn)定剪切層紊流中就存在四極子噪聲源。四極子噪聲源的聲功率與氣流速度的8次方成正比，表達為, - 、V8w?(012C3)一四極子噪聲源的聲功率級可以表示為Lw~80lgv雙極子噪聲源強度與單極子噪聲源強度之比與馬赫數(shù)的平方成正比，四極子噪聲源強度與雙極子噪聲源強度之比與馬赫數(shù)的平方成正比。汽車行駛速度屬于小馬赫數(shù)(M<0.3)，因此對于汽車風噪來說，單極子噪聲源強度要遠遠大于雙極子噪聲源強度，而雙極子噪聲源強度要遠遠大于四極子噪聲源強度。三、風噪噪聲傳播路徑1氣流及方向、，：空穴即'‘I’I弩曲波t,頂冉.也極）本:辯流導致的嗜普■.氣哦嶂吾f恭宜溟貌）Ir輻射嗅由風噪引起的結(jié)構(gòu)聲風噪引起的空氣聲—?；七派歧方向 泰，周淹導致的哩音