Siemens PLM Software帮助中国汽车制造商在整个研发周期中利用精确的仿真和试验技术开发出世界级NVH性能的产品(2)

探索高端解决方案

除了前期开发的车身优化，长城汽车的专家们也为高端声学应用部署了先进的方法。对于一些特殊的问题，例如发动机辐射噪声、进排气系统噪声，要实现精确模拟只有标准的声学解决方案是不充足的。LMS Virtual.Lab独到的技术例如解决噪声辐射问题的自动匹配层技术 (AML)，允许用户通过极少的建模工作便可以从有限空间扩展到无限域。自适应网格技术(FEMAO)根据所需的求解频率自动调节模型的尺寸从而加速计算。通过结合这些正确描述问题特性的方法，例如，特殊材料或者考虑温度影响的声场问题，长城汽车可以以一种有效地方法精确地计算排气系统的传递损失。此外，基于声学传递向量(ATV)的解决方案，极大地提高了求解发动机加速过程中辐射噪声问题的效率。

“在过去的几年里我们取得了巨大的进步，”刘二宝说道，“针对SUV汽车车型的NVH发展，不仅是体系建设还是能力提升。我们部门撰写的SUV NVH体系建设的总结，获得了保定市科技进步奖。”

长城汽车的研发也包括在未来更加重要的技术中投入资源。由于新一代的混合动力和纯电动汽车进一步降低了噪声，向安静驾驶迈进了一大步，其他次级噪声源例如风噪和路噪就显得突出。LMS Virtual.Lab Acoustics包含了可以将流体动力学的计算结果等效为噪声源的功能，从而有效的进行气动声学的分析。这项功能可以用于很多领域，例如后视镜的设计。通过在早期设计阶段给出一定的选择，工程师们可以大幅减少昂贵的风洞试验时间。对于特定的路噪问题，软件具有处理部分相关载荷信号的特点，与动力系统相关的信号不同，这些信号通常具有明确固定相位关系。“目前面临的挑战主要集中在整车集成的问题上，”刘二宝证实，“我们正在学习如何获取真实的道载荷数据，以及真实路谱载荷对应下的整车响应。”

长城汽车的研发也包括在未来更加重要的技术中投入资源。由于新一代的混合动力和纯电动汽车进一步降低了噪声，向安静驾驶迈进了一大步，其他次级噪声源例如风噪和路噪就显得突出。LMS Virtual.Lab Acoustics包含了可以将流体动力学的计算结果等效为噪声源的功能，从而有效的进行气动声学的分析。这项功能可以用于很多领域，例如后视镜的设计。通过在早期设计阶段给出一定的选择，工程师们可以大幅减少昂贵的风洞试验时间。对于特定的路噪问题，软件具有处理部分相关载荷信号的特点，与动力系统相关的信号不同，这些信号通常具有明确固定相位关系。“目前面临的挑战主要集中在整车集成的问题上，”刘二宝证实，“我们正在学习如何获取真实的道载荷数据，以及真实路谱载荷对应下的整车响应。”

进一步完善与验证

随着开发的逐步进行，可以使用一些实测数据或者是样件的试验数据，这些数据可以被导入到仿真模型中。长城汽车工程师们操作LMS SCADAS硬件和LMS Test.Lab软件有丰富的经验。LMS试验解决方案是具备快速且全面的综合分析以及完备报告工具的多通道数据采集系统，可用于NVH及声学工程应用。测试结果数据可以无缝集成导入到LMS Virtual.Lab的仿真软件中。有几个层次的应用：可以简单地应用于提高材料属性及边界条件的精度，或者利用试验模态数据或频响函数替换仿真模型的整个部件，从而将一个完整的汽车模型转换为试验仿真混合模型。LMS Virtual.Lab Noise and Vibration模块，具有专门为混合模型而设计的求解器，运行迅速而且特别适合虚拟场景分析和整车NVH性能改善。

“这种混合建模方法给我们很多的灵活性，它允许我们使用所有可用数据。”刘二宝说，“在设计早期阶段，将新的结构和以往基于试验验证的类似模型部件相结合，这十分有用，最重要的是，这种方法可以大幅提高样机改进的效率。求解器计算十分迅速，而且提供的结果能更深入解释NVH机理。除了整车上声源到目标点的贡献以外，我们还可以得到振动能量在独立部件之间的传递，以及传递方式。这在我们考虑采取何种解决措施时是一项非常大的优势，比如如何修改连接刚度。”开发后期阶段，LMS试验解决方案作为验证方法相对仿真工具来说更加重要。

尽管如此，在出现问题时仿真计算模型仍扮演重要的角色。在模型上进行方案修改要比在实际样机上快速且成本低廉的多。当然，这种级别的结构设计需要高度精确的计算。通过使用LMS Virtual.Lab解决方案，长城汽车的工程师们可以对比仿真模型和试验结果，并将其优化至更加接近现实。通过这种方式，试验和仿真互相配合，直到形成最优的解决方案。最终的结果是经过NVH性能优化验证后的汽车原型以及与真实结构精确匹配的仿真模型。“这些解决方案的结合允许我们做最准确而详细的分析，”刘二宝说，“这帮助我们在NVH性能上取得最好的结果。”