基于AUTOSEA仿真软件的汽车声学建模

原型的逼近方法

一旦原型或者原型某些部分变得可用，一些前期调查就可以开展，同时在获取典型数据和频率分析（车内噪声的“听”会议）后，标准的测量程序就可以开展，以将数据的技术理解和生理感受结合起来判断究竟是什么回事。

“听”是关键点所在，其实可以将此特点加到利用人工假头或者BHM（HEAD Acoustics的双耳测量麦克风）做的测量中。

通过注意时频表示的噪声活动，声学工程师得以将重心集中在他注意到的一些具体的噪声上，从而使用HEAD Acoustic的SQ-LAB加强该噪声或者抑制其他虚假的现象。例如我们可针对原始录音和同一个录音的过滤版本进行同步倾听比较；过滤的意思是减低声音某一特定组成部分的幅值并感受声音的变化。这种感觉分析对于因果建立、单一噪声源识别和结构&媒介的可能传输路径识别作用非凡。

通常要对车辆加速和静止两种状态做测试。第一步通常是在测试跑道发现问题，比如车内最大A-level、轰鸣现象的关键区域、噪声组成成分、转速和车速以及声音质量等。路测的倾听和分析会向接下来的“test plant”的定义提供提示，此“test plant”包括识别出的问题、优先级和调查步骤。

首先必须对声学模型调查，这样，调查的有效性就能够更快地被验证，并且实验性的验证可更有把握地推进。也许对声学模型进行人为修改并不总能给出想要的结果，因为仿真工具并不完美，但不管怎样，还是能获得一些指导实验的建议的。正是这种对声学模型和原型并行的调查（信息的双边交换）加速了可能的解决方案的探索及其对特定噪声问题的验证。

模态分析

为了概述声学模型对实验测试的指导意义，我们就一款轻卡的真实案例中执行的一些具有代表性的任务来作个说明。

整车的实验性模态分析并非易事，而且其对FEM模型的检查效果并不明显。问题出在悬架和结构的激励交替显示出对高模式的高阻尼和对低模式的非线性。由于声学模型报告显示出需要调查的问题类型，所以对子结构（车窗、顶蓬、车门等）执行模态分析相对来说更为高效。尽量使激励点与真实情况相近，例如：发动机或者座舱悬置，顶蓬分布力等。

声学模式

车内声学模式的实验测定有两个目的：一是检查理论模式以改善声学模型；二是阻尼测量（实验测定阻尼的数值归因于声学材料、仪表板和座椅）。这里的问题是内腔的声激励，因为使用的某些种类的扬声器不支持接收激振力的任何信息，例如系统输入。一种可能性是使用驻波管，其通常被用作测定材料的声学特性。驻波管开口的一端安装在车窗（打开），另一端装有一个扬声器。两个麦克风沿纵向安装。通过测量两个麦克风间的传递函数可以得出从管的另一端流进车舱的能量。

输入力

路测同时用于噪声和振动的测量；而噪声测量关心的大多是车内噪声水平，发动机悬置的振动测量给出的则是有关结构传递噪声的输入力的振幅和光谱。通过将测量得到的力插入到声学模型中，可更精确地得出噪声计算是基于输入振动的结论。

至于空气传播的输入力，例如：发动机的声辐射，一种不同的方法（依赖于发动机的FEM模型可用与否）就显得相当必需。大多数情况下，我们无法在设计或者原型阶段知道这一点，所以有趣的是要通过实验来测定发动机的声学模型。这个流程事实上是很自我解析的：对被测试发动机周围的假设表面的假设声压水平 SPL的测绘能够定义出声压的分布和相位与频率的关系。当给出相同的分布时，通过滞后最小二乘估计得到一个相等的声源声学模型。

一个发动机的声学模型要求10～20个带有辐射面积（加权发动机几何单元）的基本活塞。此流程很容易了解，但执行上需要好的技巧：首先必须建立一个多通道测量系统（具有足够的麦克风以获取相位关系和一些参考麦克风位置）；其次，测量中必须将某关键的转速作为静止条件，而且这个信息只能通过路测和 “听”会议的分析得出；再者，这个信息可以作为真实的空气传播输入力插入到车辆的声学模型中，同时车内噪声水平会被重新计算。

结束语

车辆的声学研究是一个团队的工作，而非个人的感觉和专家意见的应用。不管在设计还是原型阶段都有数种可能的方法，而且现实存在着很多可能的噪声源，但不存在对每个课题都适用的单一确切程序。

如果想充分利用现代计算系统的优势，就应该遵从一些最简单方法，以将复杂的总项目简化为独立的问题组。不要迷失于将车辆的声学问题视作一个总的问题，正如老话所说“不要只见森林不见树木”。

比如说从设计阶段的一开始，简化方法就应该被引进到车辆的声学研究中，而且当原型车可用时，声学模型必须结合实验数据进行调整。一旦实验识别出噪声问题，就应该将可能的解决方案在结合实验数据调整过的声学模型上进行多次运行，因为相对于在原型车上作更改并验证，模型上的更改与验证更为快速和便宜。

在声学观点看来，最优的结果和车辆的合理开发正是建立在这种实验人员与建模人员间的数据交换基础上的。