汽車整車氣動聲學(xué)風(fēng)洞風(fēng)噪試驗(yàn)風(fēng)噪源定位及可視化測量方法本文件規(guī)定在3/4開口回流式低速氣動-聲學(xué)風(fēng)洞中進(jìn)行車外風(fēng)噪源定位和可視化測量的方法，包括氣動-聲學(xué)風(fēng)洞測量平臺及其氣動和聲學(xué)環(huán)境、測量儀器設(shè)備、車輛及安裝、風(fēng)洞剪切層聲源漂移修正等要求。本文件適用于整車，包括乘用車、微型客車及輕型商用車，包括對應(yīng)尺寸的模型（油泥模型、硬質(zhì)模型），在3/4開口回流式低速氣動-聲學(xué)風(fēng)洞中進(jìn)行風(fēng)噪源定位和可視化測量。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應(yīng)的版本適用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。GB/T3785.1—2010電聲學(xué)聲級計第1部分：規(guī)范GB/T3241—2010電聲學(xué)倍頻程和分倍頻程濾波器T/CSAE113—2019汽車整車氣動聲學(xué)風(fēng)洞風(fēng)噪試驗(yàn)車內(nèi)風(fēng)噪測量方法3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。3/4開口回流式低速氣動-聲學(xué)風(fēng)洞3/4open-jetclosedcircuitlowspeedaero-acousticwindtunnel可兼顧空氣動力學(xué)和氣動聲學(xué)測量的風(fēng)洞，其噴口三邊自由一邊接地，流道為回流式，此類風(fēng)洞具有滿足氣動噪聲測量要求的流場品質(zhì)和背景噪聲。[來源：T/CSAE113-2019,3.1有修改]3.2試驗(yàn)段testsection噴口和收集口之間滿足流場和聲場要求，并能安放試驗(yàn)車輛的有效區(qū)域。3.3乘用車passengercars指在其設(shè)計和技術(shù)特征上主要用于載運(yùn)乘客及其隨身行李和（或）臨時物品的車，包括駕駛員座位在內(nèi)最多不超過9個座位。3.42風(fēng)洞背景噪聲backgroundnoiseofwindtunnel風(fēng)洞在無測量對象情況下運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生的噪聲，提及風(fēng)洞背景噪聲需指明試驗(yàn)風(fēng)速。3.5風(fēng)噪windnoise空氣與目標(biāo)對象相對運(yùn)動，造成氣體非定常流動產(chǎn)生的噪聲。[來源：T/CSAE113-2019,3.2]3.6風(fēng)洞剪切層windtunnelshearlayer風(fēng)洞流場穩(wěn)定區(qū)域與空氣靜止區(qū)域之間的區(qū)域。3.7焦距focusdistance傳聲器陣列平面與測量平面的距離。3.8聲源漂移soundsourceshift聲源輻射的聲波通過風(fēng)洞剪切層區(qū)域后發(fā)生折射和散射現(xiàn)象，形成的聲源位置與聲源實(shí)際位置發(fā)生變化量的現(xiàn)象。3.9聲源云圖soundsourcemap聲源通過波束成形或其他算法投射到測量平面（2維）或測量車輛表面（3維所形成的表征聲源特征的云圖。3.10噪聲源定位soundsourcelocation識別噪聲源的位置、頻率構(gòu)成和能量大小的測量方法，并將聲場以聲源云圖的方式呈現(xiàn)。波束成形beamforming對多個傳感器采集到的信號作加權(quán)合并處理，以提高接收信號的信噪比。4試驗(yàn)要求4.1氣動-聲學(xué)風(fēng)洞要求氣動-聲學(xué)風(fēng)洞試驗(yàn)段聲場測量環(huán)境參數(shù)：包括試驗(yàn)段流場、背景噪聲、自由聲場空間及低頻顫振，應(yīng)滿足T/CSAE113中第4.4條的要求。4.2測量儀器要求測量儀器應(yīng)滿足以下要求：a)傳聲器應(yīng)在20Hz～20000Hz頻率范圍內(nèi)滿足GB/T3785.1-2010規(guī)定的一級儀器要求；b)傳聲器陣列尺寸應(yīng)大于或等于2m?2m；c)傳聲器通道數(shù)應(yīng)不小于120個；d)數(shù)采前端采樣率應(yīng)不小于48kHz；e)動態(tài)范圍：普通算法DR（DynamicRange）不小于10dB；高級算法DR不小于20dB；f)分析頻率范圍應(yīng)為：500Hz~10000Hzg)攝像頭分辨率應(yīng)大于或等于2040?1080pixel。4.3測量車輛測量車輛滿足以下要求：a)無損壞、密封系統(tǒng)符合設(shè)計要求；b)車輛表面應(yīng)無偽裝紙等附加物，車輛表面清潔、無污垢和灰塵；c)車輛胎壓根據(jù)出廠標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置，對于模型車輛或工程樣車根據(jù)設(shè)計要求進(jìn)行調(diào)整。5測量準(zhǔn)備5.1測量車輛及測量設(shè)備位置規(guī)定5.1.1車輛位置及狀態(tài)待測車輛位于試驗(yàn)段天平轉(zhuǎn)盤的中心位置，0°時車輛縱向中垂面與流場中垂面重合，要求角度誤差在±0.1°范圍內(nèi)。建議調(diào)整方式如下：a）橫擺角0°時，車輛縱向中垂面與流場中垂面重合，通過調(diào)整車身縱對稱面與風(fēng)洞中心對稱面的夾角來實(shí)現(xiàn)；b）橫擺角10°時，通過調(diào)節(jié)天平轉(zhuǎn)盤使得車輛中心順時針旋轉(zhuǎn)10°;c）橫擺角-10°時，通過調(diào)節(jié)天平轉(zhuǎn)盤使得車輛中心逆時針旋轉(zhuǎn)10°。4（a）0°橫擺角（b）+10°橫擺角（c）-10°橫擺角圖1車輛橫擺角示意圖5.1.2測量設(shè)備位置及測量要求根據(jù)測試需求選定測量位置，傳聲器陣列系統(tǒng)的測量中心應(yīng)對準(zhǔn)測量區(qū)域的中心。推薦傳聲器陣列系統(tǒng)的測量中心位于后視鏡區(qū)域、車身中間區(qū)域或者車身尾部，需要記錄傳聲器陣列系統(tǒng)的測量中心位置。5.2車輛設(shè)置測量車輛設(shè)置要求如下：a)測量車輛通過自身的駐車制動進(jìn)行固定，同時可利用車輛的變速箱（手動變速箱車型掛1檔，自動變速箱車型掛P檔）提供額外的制動力。對于無駐車制動系統(tǒng)的模型，則需要使用楔形塊固定四輪；b)具備空氣懸架的車輛，其車身懸架系統(tǒng)應(yīng)處于舒適模式狀態(tài)；c)空調(diào)關(guān)閉，設(shè)定內(nèi)循環(huán)模式，出風(fēng)口完全關(guān)閉；d)所有開啟件處于關(guān)閉狀態(tài)，包含車門、車窗、天窗、后背門、發(fā)動機(jī)罩等；e)外后視鏡處于開啟狀態(tài)；f)空氣動力學(xué)套件（如主動進(jìn)氣格柵、主動尾翼等）開啟狀態(tài)應(yīng)根據(jù)實(shí)際車速確定；5.3剪切層修正測量5.3.1標(biāo)準(zhǔn)聲源標(biāo)準(zhǔn)聲源應(yīng)至少在1/3倍頻程中心頻率100Hz~10000Hz范圍內(nèi)能夠產(chǎn)生寬帶穩(wěn)態(tài)聲，相鄰兩個1/3倍頻程聲功率級差不應(yīng)超過3dB。5.3.2測量方法推薦在車頭、A柱及車尾的中間高度位置固定標(biāo)準(zhǔn)聲源，播放白噪聲。在不同風(fēng)速下（根據(jù)測量需求）測量聲源的位置。5.3.3修正量確定經(jīng)修正后，傳聲器陣列系統(tǒng)測量聲源位置與實(shí)際聲源位置的偏差應(yīng)小于0.05m。6測量步驟測量過程應(yīng)包括以下步驟：a)在風(fēng)洞內(nèi)將車輛安裝固定；b)根據(jù)5.1規(guī)定調(diào)整測量設(shè)備位置；c)測量系統(tǒng)校準(zhǔn)；d)將車輛切換至測量狀態(tài)，固定剪切層修正揚(yáng)聲器；e)啟動風(fēng)洞設(shè)備，達(dá)到設(shè)定的風(fēng)速和橫擺角；f)開始測量聲源漂移量，數(shù)據(jù)記錄10秒以上，記錄測量參數(shù)；g)暫停風(fēng)洞設(shè)備切換至下一測量狀態(tài)；h)所有測量工況完成。7數(shù)據(jù)處理傳聲器陣列常見分析方法有互譜延遲求和算法以及提高分辨率和動態(tài)范圍的高級算法（如增強(qiáng)互譜法Clean-SC等數(shù)據(jù)處理應(yīng)包含聲源漂移修正算法。7.2基于頻率的聲源云圖分析軟件具備波束成形計算功能，能自由選擇分析頻率和動態(tài)范圍，按照GB/T3241-2010規(guī)定的1/3倍頻程中心頻率（或者選定頻率范圍）分析噪聲源頻率特性，考慮風(fēng)洞剪切層修正及橫擺角修正，標(biāo)注焦距及溫度。推薦使用基于互譜矩陣(Cross-SpectralMatrix，CSM)的延遲求和波束形成方法進(jìn)行聲學(xué)云圖成像，其傅里葉變換的參數(shù)設(shè)置如下：a)采樣頻率不小于48000Hz；b)頻譜計權(quán)A；c)快速傅里葉變換分塊尺度4096；d)窗函數(shù)漢寧窗；e)重疊率50%。7.3高級算法高級算法適用于風(fēng)洞中的特殊氣動聲學(xué)問題，用于增加空間分辨率和標(biāo)準(zhǔn)波束成形圖的動態(tài)范圍，常用的高級算法有“Clean-SC”，在增加空間分辨率的同時可以增加系統(tǒng)動態(tài)范圍20dB。推薦Clean-SC算法設(shè)置：循環(huán)增益設(shè)置為1.0；迭代終止條件如式（1）所示：5式中：C——互譜矩陣；Y——迭代次數(shù)。聲源顯示系數(shù)與分析的頻率相關(guān)，推薦值見表1：表1聲源顯示系數(shù)推薦值按照本標(biāo)準(zhǔn)做的所有測量，應(yīng)收集和記錄相關(guān)的真實(shí)數(shù)據(jù)和資料。記錄內(nèi)容應(yīng)包括：試驗(yàn)基本信息、測量車輛信息、測量工況及對應(yīng)的數(shù)據(jù)。8.2試驗(yàn)基本信息記錄項(xiàng)目信息、測量環(huán)境信息、測量儀器、參試人員等，在單個試驗(yàn)項(xiàng)目中不進(jìn)行人為變更的基本條件。其它在多次測量過程中不變的信息（風(fēng)洞狀態(tài)及測控系統(tǒng)、測量設(shè)備性能和序列號等）可以保存歸檔，不需要在每次測量時重新記錄。試驗(yàn)信息記錄表內(nèi)容參見附表A.1。8.3測量車輛信息記錄型號、類型等車輛基本信息以及完整度、配重等車輛狀態(tài)。測量車輛信息記錄表內(nèi)容參見附8.4測量工況及對應(yīng)的數(shù)據(jù)測量日期，測量前后校準(zhǔn)時間，詳細(xì)的測量工況描述及對應(yīng)的測量數(shù)據(jù)文件名。編寫工況表時應(yīng)將車輛在相同車輛狀態(tài)下的所有測量作為一個完整的試驗(yàn)工況，而不同的風(fēng)速、橫擺角條件下的測量作為其中的子工況。試驗(yàn)工況記錄表內(nèi)容參見附表C.1。9測量報告測量報告應(yīng)包含下列內(nèi)容：b）試驗(yàn)來源和目的；c）試驗(yàn)對象；d）試驗(yàn)方法；e）試驗(yàn)設(shè)備、測量系統(tǒng)，應(yīng)當(dāng)明確測量采樣率、采樣時間等采集參數(shù)設(shè)置；f）試驗(yàn)結(jié)果及分析，應(yīng)當(dāng)明確計算分析參數(shù)設(shè)置；g）試驗(yàn)結(jié)論；h）試驗(yàn)人員、日期和地點(diǎn)。1附錄A(資料性)試驗(yàn)信息記錄表試驗(yàn)信息記錄表內(nèi)容參見附表A.1。表A