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基于powerflow软件的后视镜风噪性能设计研究

徐鹏,刘丹丹

长城汽车股份有限公司技术中心

摘要:文中借助powerflow软件作为研究工具，从后视镜风噪性能设计出发，针对后视镜镜臂上表面倾斜角、镜臂厚度、镜臂长度、后视镜安装基座厚度、后视镜镜头内侧面与侧窗的夹角等参数，分别进行了针对性的研究分析，并初步总结了各设计参数在后视镜风噪开发中影响规律。

关键词:powerflow，后视镜，风噪性能设计

1.引言

随着汽车产业的快速发展，汽车的普及率逐年升高，许多用户已经步入拥有第二、第三辆车的阶段，因此，车辆之于用户，除了简单的代步、装东西功能外，性能优劣也被重

视起来，其中，驾乘舒适性，已成为用户对车辆性能关注的重点。

随着车速的升高，车外的风噪声会随之增大，造成用户的舒适性下降，甚至产生抱怨和投诉。提升车辆风噪性能水平，已成为各大主机厂关注的重点。由于后视镜与侧窗玻璃

及驾驶员的距离较近，该区域的风噪声是驾驶人耳处噪声的重要组成部分[1-3]，因此，后视

镜的设计，是车辆风噪性能开发的重中之重。

后视镜的安装方式目前主要有：三角窗安装和车门外板安装两种，据不完全统计，约80%的车辆选择前一种安装方式，且通常，后视镜采用车门外板安装方式均有比较优越的

局部风噪性能水平。因此，本文将针对采用三角窗形式安装的后视镜，在powerflow软件

中，对其风噪性能设计展开研究，文中选取以下参数做单一变量对车内风噪声影响的分析，包括：1.后视镜镜臂上表面倾斜角α；2.后视镜镜臂厚度h；3.后视镜镜臂长度L；4.

后视镜安装基座厚度d；5.后视镜镜头内侧面与侧窗在X-Y平面的夹角β。

2.镜臂上表面倾角对风噪的影响

后视镜镜臂上表面与整车坐标X方向的夹角定义为倾角α，初始状态后视镜镜臂上表

面倾角为-3°，保持其他条件不变，建立如图1所示的镜臂上表面倾斜角度3°、5°、

12°、17°、22°方案，验证镜臂上表面倾角对风噪性能的影响规律。

2019达索系统SIMULIA中国区用户大会1

图1针对镜臂上表面倾角α的验证方案

基于powerflow软件，在140kph车速工况下，对以上倾角方案进行仿真分析，得到如图

2所示车内风噪声的响应曲线。

图2倾角对车内风噪声的响应曲线

从图中可以看出随着上表面倾斜角度的增大，低频段（250-500Hz）声压级增大，高频

段（500-8000Hz）声压级降低，频谱曲线呈现以630Hz附近为支点的“跷跷板”形式。

针对风噪声，我们更加关注的是高频部分，通过分析倾角α与车内语音清晰度之间的

关系曲线不难发现，随着镜臂上表面倾斜角度的增大，语音清晰度先是逐渐提升，当倾角达到12°时，语音清晰度最高，但继续增大上表面倾角语音清晰度随之降低。

图3倾角α与语音清晰度之间的关系曲线

22019达索系统SIMULIA中国区用户大会

图4Z=0.95平面速度分布

从图4中可以看出随着上表面倾斜角度的增大，Z=0.95平面内，喇叭口处的气流流速

逐渐降低，有利于降低局部噪声；α=-3°与α=3°、α=5°方案中，后视镜尾涡均呈现远离

侧窗的流态，从α=12°方案开始，后视镜尾涡靠近侧窗的趋势逐渐显现，有增大风噪声的

风险。

图5Y=-0.8平面速度分布

从图5中可以看出，随着上表面倾斜角度增大，后视镜镜臂尾涡逐渐增大，且靠近侧窗，会导致侧窗压力脉动增大，有增大风噪风险。

图6Lamda2=-200等值面

从图6中可以看出，随着上表面倾斜角度增大，镜臂迎风面圆角处（图中由小红圈标

记）涡逐渐减少；镜臂后侧涡逐渐增多，α=12°之后侧窗附近出现较多破碎涡（图中由大

红圈标记），对降噪越发不利。

2019达索系统SIMULIA中国区用户大会3

图7445-561Hz侧窗透射声压分布图

从图7侧窗透射声压分布图中可以看出，在低频段随着镜臂上表面倾斜角度增大，侧

窗三角底座后部的透射声压先减小后增大，α=12°时透射声压最小，继续增大倾角，透射

声压增大且其影响区域变大，不利于降噪，同时发现，在B柱附近，透射声压随镜臂上表

面倾角增大也出现了逐渐增大的现象。

图81414-1782Hz侧窗透射声压分布图

从图8中可以看出，在中高频段随着镜臂上表面倾斜角度增大，侧窗三角底座后部的

透射声压变化规律与低频段相似，同样是先减小后增大，α=12°时声压最小，继续增大倾

角，透射声压增大且影响区域增大；在中高频段随着镜臂上表面倾斜角度增大，A柱涡所

在区域的透射声压逐渐减低，利于降噪；同时发现，与低频规律相似，在B柱附近，透射

声压随镜臂上表面倾角增大