风噪噪声源及分类

风噪噪声源可以从两个方面来划分：第一方面是从风噪的表现形式来划分，即从所观察和测量到的噪声形式的角度，如脉动压力产生的噪声、缝隙产生的噪声；第二方面是从风噪产生的物理机理的角度来划分，如单极子噪声、双极子噪声。一、按照表现形式来划分风噪源第一类是脉动噪声。空气作用在车身上产生湍流，湍流自身可以看做为体声源，一部分噪声通过车身结构传递到车内，一部分在车身表面产生了压力波动激发车身结构产生振动，这种湍流扰动产生的噪声被称为脉动噪声，脉动噪声属于宽频噪声，作用频率在20Hz~10000Hz之间。第二类是气吸噪声。车外的风声会穿过车身缝隙进入车内。即便车身没有缝隙，但是汽车运动时，相邻部件（如车门与车身）之间可能出现缝隙，车外的噪声会穿过缝隙进入车内。这种透过缝隙的风噪声被称为气吸噪声。第三类是风振噪声。当打开天窗或者玻璃窗时，车身就像一个共振腔而发出低频的轰鸣声，这类噪声称为风振噪声，风振噪声属于窄频噪声，作用频率在15Hz~25Hz之间。第四类是空腔噪声。车身外部部件之间都有间隙，比如A柱和车门之间的间隙。如果这些间隙大，就形成了一些小的空腔。当风吹到这些小空腔时，气流在里面振荡，并产生噪声。这种噪声称为空腔噪声。二、按照产生的物理机理来划分风噪源在经典声学中，声波产生是源于物体表面的振动。因为物体的振动使得表面流体产生了压缩和膨胀的交替变化，从而发声。最基本的发声单元是点声源。不同点声源的组合就形成了不同的发声体。最典型的声源有单极子噪声源、双极子噪声源和四极子噪声源。第一种是单极子噪声源。单极子噪声源是一个脉动球源，以小幅度和周期性的形式不断地做膨胀和收缩运动，向空间均匀地辐射球面波。单极子噪声源是不稳定的体积气流运动产生的。当车身表面的脉动压力使得不稳定的气流从车外流向车内时，就形成了单极子噪声源。单极子噪声源的声功率与气流速度的4次方成正比，表达为, , 、V4W〜（pl2C3）—0C4式中，p0是空气密度；l是物体表面的特征尺寸；V是流体的速度；C是声速。单极子噪声源的声功率级可以表示为L-40lgv第二类是双极子噪声源。两个距离很近、相位相反的单极子噪声源就构成了双极子噪声源。刚性表面上有不稳定气流压力，或者紊流冲击到物体表面，就产生了双极子噪声源，例如：气流冲击到天线时，在其周围形成了冯卡门涡流，并产生不稳定力，这时就有双极子噪声源。双极子噪声源的声功率与气流速度的6次方成正比，表达为, , 、V6W〜（pl2C3）—0C6双极子噪声源的声功率级可以表示为L-60lgv第三类是四极子噪声源。两个距离很近、彼此平行而相位相反的双极子噪声源构成了四极子噪声源。当两个流体单元相互碰撞时，使得流体产生不稳定的内部应力，从而形成四极子噪声源。在不稳定剪切层紊流中就存在四极子噪声源。四极子噪声源的声功率与气流速度的8次方成正比，表达为, - 、V8w〜(012C3)一四极子噪声源的声功率级可以表示为Lw~80lgv双极子噪声源强度与单极子噪声源强度之比与马赫数的平方成正比，四极子噪声源强度与双极子噪声源强度之比与马赫数的平方成正比。汽车行驶速度属于小马赫数(M<0.3)，因此对于汽车风噪来说，单极子噪声源强度要远远大于双极子噪声源强度，而双极子噪声源强度要远远大于四极子噪声源强度。三、风噪噪声传播路径1气流及方向、，：空穴即'‘I’I弩曲波t,顶冉.也极）本:辩流导致的嗜普■.气哦嶂吾f恭宜溟貌）Ir辐射嗅由风噪引起的结构声风噪引起的空气声—►；七派歧方向 泰，周淹导致的哩音