案例分享 | 车辆通过噪声之声源推估与响应验证
本文摘要（由AI生成）：
中华汽车面临严苛的小货车加速噪音法规，采用测试与仿真结合的方式应对。利用Actran软件进行通过噪音模拟，显著缩短求解时间，提高求解精度。通过流程化模拟和专属模组，方便制定抑制噪音对策。MSC技术团队提供在地支持，帮助客户在一年内建立模拟能力并获益。
1 背景与挑战
台湾环境保护署于2018年颁布了的六期通过噪音（Pass-by Noise）法规，将小货车加速噪音的法规限定值进行了降低。从第一期法规至第六期法规中的数值变化趋势可以看出，行政部门对小货车加速噪音的要求变得越来越严格。这对中华汽车公司的小货车噪音指标也提出了更高的要求。中华汽车NVH 团队面临着目标苛刻、费用高昂、工作量大、影响获利的挑战。
2 中华汽车NVH团队的应对
中华汽车采用测试与仿真结合的方式应对通过噪音问题。
3 通过噪音外声场的数值模拟
从2018年开始，中华汽车使用边界元BEM方法进行通过噪音模拟的尝试，并在2019年第24届SAE会议上发表文章。通过噪音实测主要贡献区间在100~4000Hz之间，然而BEM模拟方法由于计算效率原因无法到达最高频率。即使在100~2000Hz的频段，求解也需要花费100多个小时，且与实测存在高达9dB的误差。因此，对于数值模拟提出了降低求解时间、提高求解频宽、加强求解精度的三项要求。针对需求，中华汽车提出三个手段：1）有限元FEM技术；2）HPC高性能计算；3）自适应网格。MSC的Actran软件完美满足这些要求。中华汽车于2020年初开始使用Actran进行通过噪音模拟。经过不长的时间，取得显著成效。
（1）求解时间大大缩短。
100~2000Hz的频段，求解只需要花费2个小时，相比于原来需要100多个小时，效率显著提高。2000Hz到5000Hz的频段也只需要7小时的计算时间。
采用间接声源推估方法，使用模拟的噪声传递函数（NTF）和近场麦克风实测的噪音（Response）计算音源（Source）。
NTF是九阶方阵，直接计算过程十分复杂。考虑将问题进行简化，假设各声源之间不会互相干扰，因此耦合项为0，这样就能够将问题简化为9个1元方程，可以直接求得音源。将实际测量结果与Actran模拟结果进行对比，可以发现仅有0.2dB误差，精度比以前大大提高了。
4 Actran VI后处理手法应用于对策解析
Actran为通过噪音的结果处理开发了专属模组，可方便用户根据以下流程进行抑制通过噪音的对策制定：第一步，找到左右侧通过噪音的最高时刻点；第二步，找到最高时刻点的位置；第三步，找到最高点位置的频率响应FRF，并找到量值最高的频率；第四步，将各声源贡献度列出，找出量值最高频率的贡献度最高的声源。在此部位可以增加隔音材料，减小噪音。
中华汽车使用Actran的网格工具 （Exterior Shrinkwrap）进行外部声场网格的生成。
Actran可以使用Exterior Shrinkwrap网格工具，将结构网格模型，通过自动地缝补/拉皮，转换成声学网格模型，并具有非常高的网格外形辨识度。中华汽车在2020年提出了将通过噪声的模拟流程化，在整个流程中嵌入声源分析，NTF计算，响应叠加，贡献量分析的需求。Actran原厂响应需求，在2021年推出了Pass by Noise Workflow Manager，把通过噪音所需要進行的前后处理直接做成界面方便使用者操作分析。
5 结果
六期通过噪音（Pass-by Noise）法规的颁布，提出了对加速噪音更严格的指标，也对中华汽车公司的小货车的噪音指标提出了更高的要求。MSC的Actran软件满足中华汽车对于通过噪音模拟的各项需求，并在一年时间内开发了Pass by Noise Workflow Manager，帮助中华汽车解决了当前的挑战。MSC台湾与大陆的技术人员为客户提供了满意的在地技术支持。客户在短短一年的时间内完全建立了通过噪音模拟能力，并在产品开发中获益。
