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风噪测试下,长安UNI-T此时无声胜有声

2020年09月19日 07:57:01
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9月16日,长安乘用车高端产品序列“引力”的首款SUV车型——UNI-T继长安逸动PLUS走进中国汽研空气动力学-声学风洞试验室,公开参加行业首批第三方低风阻车型认证测试后,再次来到中国汽研空气动力学-声学风洞试验室,进行了一场站在风口上的直播,全方位解密长安UNI-T未来设计背后的硬核科技实力。

众所周知,风在汽车行进过程中扮演了很重要的角色。

除了能影响燃油经济性的风阻外,在汽车驾驶的过程中,常常会有各种噪音例如发动机噪音、路噪、胎噪,而汽车在行驶过程中,车身表面的形状、轮廓与气流发生相互作用产生的噪音,被称之为风噪。汽车行驶速度越快,风噪越大。一旦车速超过80公里每小时,风噪就会逐渐盖过其他噪音,成为最主要的噪声来源。在最新汽车消费者调研中,消费者对风噪的抱怨排在TOP5,已经成为汽车用户最不满意的问题之一。风噪不仅频带宽,强度还高,很容易让乘客感到烦躁、疲倦,长时间受风噪影响,还会危及行车安全。

而要想全面、系统的研究风噪问题,必须满足两个环境条件。一是有流场稳定,风速精确可控的风源;二是能够排除其他噪音的干扰。风洞实验室无疑是最佳选择,在四周墙壁和顶部都安装有吸声材料,流道内有声学处理和压力脉动调节,使背景噪音降为极低的水平。在实验风速达到140km/h的时候,环境噪音也仅仅只有58分贝,是世界上最安静的风洞之一。在这样的背景噪声下,进行的声学测试会更加精准。

据悉,中国汽研风洞试验室是国内首个搭载三面麦克风阵列的风洞实验室,是目前世界上最先进的声学测量设备之一。其中,麦克风阵列,也叫做“声学照相机”,在上、左、右三侧都各配备了168个麦克风,使得阵列可以精准识别出车外声源。通过上方和两侧的声学照相机同时进行拍摄,再经过计算机的匹配合成,可以得到噪声源在车身表面的3D分布。此外,为了获得最全面的数据,此次风洞测试过程中还加入了人工头、球形阵列、表面麦克风等专业设备,辅助工程师找出问题点并加以改善。

测试开启以后,首先需要把风速调节到测试需要的速度,在做风噪测试的时候,通常会把风速设置在80—140km/h每小时,直播时的风速设置在120km/h,声学照相机和人工头通常会采集30秒左右的数据,采集完成后计算机会对原始数据进行进一步加工处理,并得到需要的信息。

单面阵列有168个麦克风,三面阵列一共会采集504个通道的声音信号,数据量非常庞大,处理这些数据也需要花费一定的时间。但人工头采集的只是双通道信号,所以,处理的时间会快很多。

可以看到在不同风速,不同频率段下UNI-T测试的风噪噪声都是不一样的,可以通过噪声屏谱可以判断噪声源的大小,以及不同频率段给人耳的感觉是不同的。

此次实验结果证明,UNI-T在120km/h的风速下,取得了优异的风噪测试成绩。对此,长安UNI-T项目总监覃勇表示:汽车风噪的优化是个庞大的系统工程,但归纳起来主要是从声源控制和声学包装两个方面来入手。

“由于UNI-T尾翼采用了镂空设计,车顶的气流会通过孔洞和V形通道向下冲击到后窗上,形成较大的风噪,这给风噪优化带来了不小的难题。为此我们CFD团队调用了4000核仿真计算资源,其计算量超过100万CPU小时,大概相当于高性能个人电脑处理器12年的运算量。而4000核的高性能计算服务器,把整个计算周期压缩到20天。我们在前后做了超过60个优化方案的计算,最终找出20多个有效方案,大幅降低了尾翼产生的风噪。”覃勇表示。

值得注意的是,UNI-T在设计之初,就通过CAE仿真来分析不同造型方案空气动力学的好坏,从而发现问题改进设计,并且通过油泥模型,来进行实际测试并做进一步造型调整。

以后视镜优化为例,仅对后视镜进行风噪优化,便要涉及造型、法规、CAE和产品等多个部门,造型是否好看,视野是否满足法规要求,最终调整完的风噪是否能够达标,需要与多个部门协同与合作,一个微小的改动需要背后无数人的共同努力。通过后视镜优化,驾驶员人耳处总声压级便降低了0.3dB(A),足以见得长安CFD的技术实力。在UNI-T上这样无数的细节优化,这一个个的0.3dB(A),积少成多,最终产生质变。

另外,作为UNI-T的标志性设计之一,UNI-T的尾翼设计非常特别。由于尾翼采用了镂空设计,车顶的气流会通过孔洞和V形通道向下冲击到后窗上,形成较大的风噪。第一次看到这个设计时,CFD团队召开紧急会议,反复论证可行性和风险,并调用了4000核仿真计算资源,其计算量超过100万CPU小时。如果换作市面上的高性能个人电脑处理器,需要不停运算12年还多,而4000核的高性能计算服务器,把整个计算周期压缩到20天。在前后做了超过60个优化方案的计算,最终找出20多个有效方案,大幅降低了尾翼产生的风噪。

自上市以来,长安UNI-T凭借高颜值、领跑市场的智能科技和超越同级的澎湃动力,获得了市场和年轻消费者的广泛认可。继7月份销量破万后,UNI-T在8月销量再创新高,达到10,186辆,成为了2020年高端SUV市场中最为耀眼的”黑马“。这样的成绩背后,不仅凝聚了UNI-T设计团队和工程师智慧,更体现了长安汽车以用户体验为中心,打造极致产品力的不懈追求,为消费者带来更加舒适完美的驾乘体验。

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