《汽車整車氣動(dòng)聲學(xué)風(fēng)洞風(fēng)噪試驗(yàn) 風(fēng)噪源識(shí)別及可視化測(cè)量方法》

ICS

T40

團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)

T/CSAE－

汽車整車氣動(dòng)聲學(xué)風(fēng)洞風(fēng)噪試驗(yàn)

風(fēng)噪源識(shí)別及可視化測(cè)量方法

WindNoiseTestforFull-ScaleAutomotiveinAero-AcousticalWindTunnel

WindNoiseSourceIdentificationandVisualMeasurementMethod

（征求意見稿）

在提交反饋意見時(shí)，請(qǐng)將您知道的相關(guān)專利連同支持性文件一并附上。

DraftingguidelinesforcommercialgradesstandardofChinesemedicinal

materials

2022-XX-XX發(fā)布2022-XX-XX實(shí)施

中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)發(fā)布

汽車整車氣動(dòng)聲學(xué)風(fēng)洞風(fēng)噪試驗(yàn)風(fēng)噪源識(shí)別及可視化測(cè)量方法

1范圍

本文件規(guī)定在3/4開口回流式低速氣動(dòng)-聲學(xué)風(fēng)洞中進(jìn)行風(fēng)噪源識(shí)別和可視化測(cè)量的方法，給出氣

動(dòng)-聲學(xué)風(fēng)洞測(cè)量平臺(tái)及其氣動(dòng)和聲學(xué)環(huán)境、測(cè)量?jī)x器設(shè)備、車輛及安裝的要求、聲源識(shí)別及可視化結(jié)

果。

本文件適用于整車實(shí)車，包括乘用車、微型客車及輕型商用車，包括對(duì)應(yīng)尺寸的模型（油泥模型、

硬質(zhì)模型），在3/4開口回流式或直流式汽車整車低速氣動(dòng)-聲學(xué)風(fēng)洞中進(jìn)行風(fēng)噪源識(shí)別和可視化測(cè)量。

2規(guī)范性引用文件

下列文件對(duì)于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于本

文件。凡是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/T3241—2010電聲學(xué)倍頻程和分倍頻程濾波器

GB/T14365-2017聲學(xué)機(jī)動(dòng)車輛定置噪聲聲壓級(jí)測(cè)量方法

GB/T18697-2002聲學(xué)汽車車內(nèi)噪聲測(cè)量方法

JJG227-2017標(biāo)準(zhǔn)聲源

T/CSAE113-2019汽車整車氣動(dòng)聲學(xué)風(fēng)洞風(fēng)噪試驗(yàn)車內(nèi)風(fēng)噪測(cè)量方法

T/CSAE147-2020汽車整車氣動(dòng)聲學(xué)風(fēng)洞風(fēng)噪試驗(yàn)泄露噪聲測(cè)量方法

3術(shù)語(yǔ)和定義

下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。

3.1

整車氣動(dòng)聲學(xué)風(fēng)洞full-scaleaero-acousticalwindtunnel

風(fēng)洞流場(chǎng)品質(zhì)及聲學(xué)品質(zhì)滿足風(fēng)噪測(cè)量要求，且噴口尺寸大小能滿足阻塞比要求，可進(jìn)行實(shí)車和

等比例汽車模型試驗(yàn)的風(fēng)洞。

[來(lái)源：CSAE-T/CSAE113-2019]

3.2

試驗(yàn)段testsection

噴口和收集口之間滿足流場(chǎng)和聲場(chǎng)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(jì)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(shí)物品的車，包括駕駛員座

1

位在內(nèi)最多不超過(guò)9個(gè)座位。

3.4

風(fēng)洞背景噪聲backgroundnoiseofwindtunnel

風(fēng)洞在無(wú)測(cè)量對(duì)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

氣動(dòng)噪聲在工程領(lǐng)域的簡(jiǎn)稱，是空氣與目標(biāo)對(duì)象相對(duì)運(yùn)動(dòng)，造成氣體非定常流動(dòng)產(chǎn)生的噪聲。

[來(lái)源：CSAE-T/CSAE113-2019]

3.6

剪切層shearlayer

風(fēng)洞流場(chǎng)穩(wěn)定區(qū)域與空氣靜止區(qū)域之間的區(qū)域。

3.7

焦距focus

麥克風(fēng)傳聲器陣列與測(cè)量平面的距離。

3.8

聲源漂移soundsourceshift

聲源輻射的聲波通過(guò)流場(chǎng)穩(wěn)定區(qū)域及剪切層區(qū)域后發(fā)生折射和散射現(xiàn)象，形成的聲源識(shí)別位置與

聲源實(shí)際位置發(fā)生的變化量。

3.9

聲源云圖soundsourcemap

聲源通過(guò)波束成形或其他算法投射到測(cè)量平面（2維）或測(cè)量車輛表面（3維），所形成的表征聲

源特征的云圖。

3.10

噪聲源識(shí)別soundsourceidentification

識(shí)別噪聲源的位置、頻率構(gòu)成和能量大小的測(cè)量方法，并將聲場(chǎng)以聲源云圖的方式呈現(xiàn)。

4試驗(yàn)條件和要求

4.1氣動(dòng)-聲學(xué)風(fēng)洞要求

氣動(dòng)-聲學(xué)風(fēng)洞試驗(yàn)段聲場(chǎng)測(cè)量環(huán)境參數(shù)：包括試驗(yàn)段流場(chǎng)、背景噪聲、自由聲場(chǎng)空間及低頻顫振，

應(yīng)滿足T/CSAE113中第4.4條的要求。2

4.2測(cè)量?jī)x器要求

測(cè)量過(guò)程中采用傳聲器陣列以及數(shù)采前端進(jìn)行聲源識(shí)別測(cè)量，要求包括：

a)傳聲器陣列尺寸應(yīng)不小于2m×2m；

b)麥克風(fēng)通道數(shù)應(yīng)不小于120個(gè)；

c)數(shù)采前端采樣率應(yīng)不小于48KHz，且具備標(biāo)準(zhǔn)的波束成形算法以及高動(dòng)態(tài)分析算法；

d)風(fēng)洞剪切層修正精度偏差應(yīng)小于0.05m；

e)動(dòng)態(tài)范圍：普通算法DR（DynamicRange）不小于10dB；高級(jí)算法DR不小于20dB；

f)分析頻率范圍：500-10000Hz；

g)攝像頭分布率：不低于2040*1080pixel。

4.3測(cè)量車輛

測(cè)量車輛應(yīng)滿足要求：

a)用于測(cè)量的車輛應(yīng)：不缺件、無(wú)損壞，密封系統(tǒng)符合設(shè)計(jì)要求；

b)車輛表面應(yīng)無(wú)偽裝紙等覆蓋，無(wú)膠帶、扎帶、保護(hù)膜、標(biāo)簽等附加物，車輛表面清潔，無(wú)

污垢和灰塵；

c)車輛胎壓根據(jù)出廠標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置，對(duì)于模型車輛或工程樣車根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行調(diào)整。

5測(cè)量準(zhǔn)備

5.1測(cè)量車輛及測(cè)量設(shè)備位置規(guī)定

5.1.1車輛位置及狀態(tài)

將測(cè)量車輛安裝于空氣動(dòng)力學(xué)坐標(biāo)系中心位置。

偏航角0°時(shí)，車輛縱向中垂面與流場(chǎng)中垂面重合，通過(guò)調(diào)整車身縱對(duì)稱面與風(fēng)洞中心對(duì)稱面的夾

角來(lái)實(shí)現(xiàn)，要求誤差在±0.1°范圍內(nèi)。

偏航角10°時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)天平轉(zhuǎn)盤使得車輛中心順時(shí)針旋轉(zhuǎn)10°；偏航角-10°時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)天平轉(zhuǎn)

盤使得車輛中心逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)10°，要求誤差在±0.1°范圍內(nèi)。。

3

（a）0°偏航角（b）+10°偏航角

圖1車輛偏航角示意圖

5.1.2測(cè)量設(shè)備位置及測(cè)量要求

根據(jù)測(cè)試需求，選擇合適的測(cè)量位置，傳聲器陣列系統(tǒng)的測(cè)量中心應(yīng)對(duì)準(zhǔn)測(cè)量區(qū)域的中心。推薦

傳聲器陣列系統(tǒng)的測(cè)量中心位于后視鏡區(qū)域、車身中間區(qū)域（X=0）或者車身尾部，需要記錄傳聲器系

統(tǒng)的測(cè)量中心位置。

5.2車輛設(shè)置

測(cè)量車輛設(shè)置要求如下：

a)測(cè)量車輛通過(guò)自身的駐車制動(dòng)進(jìn)行固定，同時(shí)可利用車輛的變速箱（手動(dòng)變速箱車型掛1檔，

自動(dòng)變速箱車型掛P檔）提供額外的制動(dòng)力。對(duì)于無(wú)駐車制動(dòng)系統(tǒng)的模型，則需要使用楔形

塊固定四輪；

b)測(cè)量車輛除聲學(xué)測(cè)量?jī)x器外不應(yīng)加載任何配重；

c)具備空氣懸架的測(cè)量車輛，其車身懸架系統(tǒng)應(yīng)處于舒適狀態(tài)；

d)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；

e)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(dòng)機(jī)罩等；

f)外后視鏡處于開啟狀態(tài)；

g)電動(dòng)尾翼的開度應(yīng)根據(jù)實(shí)際車速尾翼的開度確定。

5.3剪切層修正測(cè)量

5.3.1標(biāo)準(zhǔn)聲源定義

滿足JJG227-2017標(biāo)準(zhǔn)聲源標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)要求，標(biāo)準(zhǔn)聲源應(yīng)至少在1/3倍頻程中心頻率100Hz~10000

Hz范圍內(nèi)能夠產(chǎn)生寬帶穩(wěn)態(tài)聲，相鄰兩個(gè)1/3倍頻程聲功率級(jí)差不應(yīng)超過(guò)3dB。

4

5.3.2測(cè)量方法

在車頭位置、A柱位置及尾部位置固定標(biāo)準(zhǔn)聲源，播放白噪聲。在不同風(fēng)速下（根據(jù)測(cè)量需求）測(cè)

量聲源的位置。

5.3.3修正量確定

剪切層修正偏差是傳聲器陣列測(cè)量系統(tǒng)聲源結(jié)果與實(shí)際聲源位置的偏差。

圖2剪切層修正示意圖

6測(cè)量流程

正式測(cè)量過(guò)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(cè)量設(shè)備位置；

c)測(cè)量系統(tǒng)校準(zhǔn)；

d)將車輛切換至測(cè)量狀態(tài)，固定剪切層修正揚(yáng)聲器；

e)啟動(dòng)風(fēng)洞設(shè)備，達(dá)到設(shè)定的風(fēng)速和橫擺角；

f)開始測(cè)量聲源漂移量，數(shù)據(jù)記錄10秒以上，記錄測(cè)量參數(shù)；

g)暫停風(fēng)洞設(shè)備切換至下一測(cè)量狀態(tài)；

h)所有測(cè)量工況完成。

7數(shù)據(jù)處理

7.1概述

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(dòng)態(tài)范圍的高級(jí)算法（如反卷積

法），數(shù)據(jù)處理應(yīng)包含風(fēng)洞剪切層修正算法。

7.2基于頻率的聲源云圖

分析軟件具備波束成型計(jì)算功能，能自由選擇分析頻率和動(dòng)態(tài)范圍，按照三分之一倍頻程中心頻5

率（或者選定頻率范圍）分析噪聲源頻率特性，考慮風(fēng)洞剪切層修正及偏航角修正，標(biāo)注焦距及溫度。

推薦分析方法為互譜矩陣(Cross-SpectralMatrix，CSM)，參數(shù)設(shè)置如下：

分析頻率500Hz~6300Hz；

頻譜計(jì)權(quán)A；

快速傅里葉變換分塊尺度4096；

窗函數(shù)漢寧窗；

重疊率50%。

7.3高級(jí)算法

反卷積算法適用于風(fēng)洞中的特殊氣動(dòng)聲學(xué)問(wèn)題，用于增加空間分辨率和標(biāo)準(zhǔn)波束成形圖的動(dòng)態(tài)范

圍，稱為“Clean-SC”算法，在增加空間分辨率的同時(shí)可以增加系統(tǒng)動(dòng)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；特征聲源（sourcerepresentation）與分析的頻率相關(guān)，推薦值如下：

表1特征聲源頻率推薦值

中心頻率500630800100012501600200025003150400050006300

特征聲源2.52.53.03.03.53.54.04.04.54.55.05.5

8記錄

按照本標(biāo)準(zhǔn)做的所有測(cè)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：

a)試驗(yàn)基本信息：

記錄項(xiàng)目信息、測(cè)量環(huán)境信息、測(cè)量?jī)x器、參試人員等在單個(gè)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(cè)量過(guò)程中不變的信息（風(fēng)洞狀態(tài)及測(cè)控系統(tǒng)、測(cè)量設(shè)備性能和序列號(hào)等）可以保存

歸檔，不需要在每次測(cè)量時(shí)重新記錄；

b)測(cè)量車輛信息：

記錄車輛型號(hào)、類型等車輛基本信息以及完整度、配重等車輛狀態(tài)；

c)測(cè)量工況及對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)：

測(cè)量日期，測(cè)量前后校準(zhǔn)時(shí)間。詳細(xì)的測(cè)量工況描述及對(duì)應(yīng)的測(cè)量數(shù)據(jù)文件名。編寫工況表時(shí)應(yīng)

將車輛在相同車輛狀態(tài)下的所有測(cè)量作為一個(gè)完整的試驗(yàn)工況，而不同的風(fēng)速、橫擺角條件下的測(cè)量

作為其中的子工況；

9測(cè)量報(bào)告

測(cè)量報(bào)告編制應(yīng)包含下列內(nèi)容：

a）項(xiàng)目名稱；

b）試驗(yàn)來(lái)源和目的；

c）試驗(yàn)對(duì)象；

6

d）試驗(yàn)方法；

e）試驗(yàn)設(shè)備、測(cè)量系統(tǒng)，應(yīng)當(dāng)明確測(cè)量采樣率、采樣時(shí)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(jì)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)。

7

附錄A

(規(guī)范性附錄)

試驗(yàn)信息記錄表

項(xiàng)目信息

項(xiàng)目名稱

委托方

被委托方

測(cè)量日期測(cè)量車輛數(shù)

測(cè)量環(huán)境信息

測(cè)量風(fēng)洞溫度范圍

濕度范圍大氣壓范圍

人員信息

姓名所屬單位承擔(dān)職責(zé)

測(cè)量設(shè)備信息

設(shè)備名稱品牌型號(hào)安裝位置通道名稱

1

2

1

附錄B

(規(guī)范性附錄)

試驗(yàn)車輛信息記錄表

車輛基本信息

樣車名稱樣車代號(hào)

樣車類型1□油泥車□工程樣車□量產(chǎn)車

樣車類型2□轎車□SUV□MPV□其他

樣車尺寸□微型□小型□緊湊型□中型□大型

生產(chǎn)廠家生產(chǎn)日期

VIN碼里程數(shù)

車輛狀態(tài)信息

天窗

變速箱形式

結(jié)構(gòu)完整情況

車輪尺寸

輪胎氣壓

空調(diào)系統(tǒng)設(shè)置

雨刮器位置

冷卻風(fēng)扇狀態(tài)

進(jìn)氣主動(dòng)格柵狀態(tài)

配重

其它

1

附錄C

(規(guī)范性附錄)