《汽车整车气动声学风洞风噪试验 风噪源识别及可视化测量方法》

ICS

T40

团体标准

T/CSAE－

汽车整车气动声学风洞风噪试验

风噪源识别及可视化测量方法

WindNoiseTestforFull-ScaleAutomotiveinAero-AcousticalWindTunnel

WindNoiseSourceIdentificationandVisualMeasurementMethod

（征求意见稿）

在提交反馈意见时，请将您知道的相关专利连同支持性文件一并附上。

DraftingguidelinesforcommercialgradesstandardofChinesemedicinal

materials

2022-XX-XX发布2022-XX-XX实施

中国汽车工程学会发布

汽车整车气动声学风洞风噪试验风噪源识别及可视化测量方法

1范围

本文件规定在3/4开口回流式低速气动-声学风洞中进行风噪源识别和可视化测量的方法，给出气

动-声学风洞测量平台及其气动和声学环境、测量仪器设备、车辆及安装的要求、声源识别及可视化结

果。

本文件适用于整车实车，包括乘用车、微型客车及轻型商用车，包括对应尺寸的模型（油泥模型、

硬质模型），在3/4开口回流式或直流式汽车整车低速气动-声学风洞中进行风噪源识别和可视化测量。

2规范性引用文件

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本

文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T3241—2010电声学倍频程和分倍频程滤波器

GB/T14365-2017声学机动车辆定置噪声声压级测量方法

GB/T18697-2002声学汽车车内噪声测量方法

JJG227-2017标准声源

T/CSAE113-2019汽车整车气动声学风洞风噪试验车内风噪测量方法

T/CSAE147-2020汽车整车气动声学风洞风噪试验泄露噪声测量方法

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1

整车气动声学风洞full-scaleaero-acousticalwindtunnel

风洞流场品质及声学品质满足风噪测量要求，且喷口尺寸大小能满足阻塞比要求，可进行实车和

等比例汽车模型试验的风洞。

[来源：CSAE-T/CSAE113-2019]

3.2

试验段testsection

喷口和收集口之间满足流场和声场要求，并能安放试验车辆的有效区域。

3.3

乘用车passengercars

指在其设计和技术特征上主要用于载运乘客及其随身行李和（或）临时物品的车，包括驾驶员座

1

位在内最多不超过9个座位。

3.4

风洞背景噪声backgroundnoiseofwindtunnel

风洞在无测量对象情况下运转产生的噪声，提及风洞背景噪声需指明试验风速。

3.5

风噪windnoise

气动噪声在工程领域的简称，是空气与目标对象相对运动，造成气体非定常流动产生的噪声。

[来源：CSAE-T/CSAE113-2019]

3.6

剪切层shearlayer

风洞流场稳定区域与空气静止区域之间的区域。

3.7

焦距focus

麦克风传声器阵列与测量平面的距离。

3.8

声源漂移soundsourceshift

声源辐射的声波通过流场稳定区域及剪切层区域后发生折射和散射现象，形成的声源识别位置与

声源实际位置发生的变化量。

3.9

声源云图soundsourcemap

声源通过波束成形或其他算法投射到测量平面（2维）或测量车辆表面（3维），所形成的表征声

源特征的云图。

3.10

噪声源识别soundsourceidentification

识别噪声源的位置、频率构成和能量大小的测量方法，并将声场以声源云图的方式呈现。

4试验条件和要求

4.1气动-声学风洞要求

气动-声学风洞试验段声场测量环境参数：包括试验段流场、背景噪声、自由声场空间及低频颤振，

应满足T/CSAE113中第4.4条的要求。2

4.2测量仪器要求

测量过程中采用传声器阵列以及数采前端进行声源识别测量，要求包括：

a)传声器阵列尺寸应不小于2m×2m；

b)麦克风通道数应不小于120个；

c)数采前端采样率应不小于48KHz，且具备标准的波束成形算法以及高动态分析算法；

d)风洞剪切层修正精度偏差应小于0.05m；

e)动态范围：普通算法DR（DynamicRange）不小于10dB；高级算法DR不小于20dB；

f)分析频率范围：500-10000Hz；

g)摄像头分布率：不低于2040*1080pixel。

4.3测量车辆

测量车辆应满足要求：

a)用于测量的车辆应：不缺件、无损坏，密封系统符合设计要求；

b)车辆表面应无伪装纸等覆盖，无胶带、扎带、保护膜、标签等附加物，车辆表面清洁，无

污垢和灰尘；

c)车辆胎压根据出厂标准设置，对于模型车辆或工程样车根据设计要求进行调整。

5测量准备

5.1测量车辆及测量设备位置规定

5.1.1车辆位置及状态

将测量车辆安装于空气动力学坐标系中心位置。

偏航角0°时，车辆纵向中垂面与流场中垂面重合，通过调整车身纵对称面与风洞中心对称面的夹

角来实现，要求误差在±0.1°范围内。

偏航角10°时，通过调节天平转盘使得车辆中心顺时针旋转10°；偏航角-10°时，通过调节天平转

盘使得车辆中心逆时针旋转10°，要求误差在±0.1°范围内。。

3

（a）0°偏航角（b）+10°偏航角

图1车辆偏航角示意图

5.1.2测量设备位置及测量要求

根据测试需求，选择合适的测量位置，传声器阵列系统的测量中心应对准测量区域的中心。推荐

传声器阵列系统的测量中心位于后视镜区域、车身中间区域（X=0）或者车身尾部，需要记录传声器系

统的测量中心位置。

5.2车辆设置

测量车辆设置要求如下：

a)测量车辆通过自身的驻车制动进行固定，同时可利用车辆的变速箱（手动变速箱车型挂1档，

自动变速箱车型挂P档）提供额外的制动力。对于无驻车制动系统的模型，则需要使用楔形

块固定四轮；

b)测量车辆除声学测量仪器外不应加载任何配重；

c)具备空气悬架的测量车辆，其车身悬架系统应处于舒适状态；

d)空调关闭，设定内循环模式，出风口完全关闭；

e)所有开启件处于关闭状态，包含车门、车窗、天窗、后背门、发动机罩等；

f)外后视镜处于开启状态；

g)电动尾翼的开度应根据实际车速尾翼的开度确定。

5.3剪切层修正测量

5.3.1标准声源定义

满足JJG227-2017标准声源标准的技术要求，标准声源应至少在1/3倍频程中心频率100Hz~10000

Hz范围内能够产生宽带稳态声，相邻两个1/3倍频程声功率级差不应超过3dB。

4

5.3.2测量方法

在车头位置、A柱位置及尾部位置固定标准声源，播放白噪声。在不同风速下（根据测量需求）测

量声源的位置。

5.3.3修正量确定

剪切层修正偏差是传声器阵列测量系统声源结果与实际声源位置的偏差。

图2剪切层修正示意图

6测量流程

正式测量过程应包括以下步骤：

a)在风洞内将车辆安装固定；

b)根据5.1规定调整测量设备位置；

c)测量系统校准；

d)将车辆切换至测量状态，固定剪切层修正扬声器；

e)启动风洞设备，达到设定的风速和横摆角；

f)开始测量声源漂移量，数据记录10秒以上，记录测量参数；

g)暂停风洞设备切换至下一测量状态；

h)所有测量工况完成。

7数据处理

7.1概述

传声器阵列常见分析方法有互谱延迟求和算法以及提高分辨率和动态范围的高级算法（如反卷积

法），数据处理应包含风洞剪切层修正算法。

7.2基于频率的声源云图

分析软件具备波束成型计算功能，能自由选择分析频率和动态范围，按照三分之一倍频程中心频5

率（或者选定频率范围）分析噪声源频率特性，考虑风洞剪切层修正及偏航角修正，标注焦距及温度。

推荐分析方法为互谱矩阵(Cross-SpectralMatrix，CSM)，参数设置如下：

分析频率500Hz~6300Hz；

频谱计权A；

快速傅里叶变换分块尺度4096；

窗函数汉宁窗；

重叠率50%。

7.3高级算法

反卷积算法适用于风洞中的特殊气动声学问题，用于增加空间分辨率和标准波束成形图的动态范

围，称为“Clean-SC”算法，在增加空间分辨率的同时可以增加系统动态范围20dB；推荐Clean-SC算法

设置：循环增益设置为1.0；特征声源（sourcerepresentation）与分析的频率相关，推荐值如下：

表1特征声源频率推荐值

中心频率500630800100012501600200025003150400050006300

特征声源2.52.53.03.03.53.54.04.04.54.55.05.5

8记录

按照本标准做的所有测量，应收集和记录相关的真实数据和资料。记录内容应包括：

a)试验基本信息：

记录项目信息、测量环境信息、测量仪器、参试人员等在单个试验项目中不进行人为变更的基本

条件。其它在多次测量过程中不变的信息（风洞状态及测控系统、测量设备性能和序列号等）可以保存

归档，不需要在每次测量时重新记录；

b)测量车辆信息：

记录车辆型号、类型等车辆基本信息以及完整度、配重等车辆状态；

c)测量工况及对应的数据：

测量日期，测量前后校准时间。详细的测量工况描述及对应的测量数据文件名。编写工况表时应

将车辆在相同车辆状态下的所有测量作为一个完整的试验工况，而不同的风速、横摆角条件下的测量

作为其中的子工况；

9测量报告

测量报告编制应包含下列内容：

a）项目名称；

b）试验来源和目的；

c）试验对象；

6

d）试验方法；

e）试验设备、测量系统，应当明确测量采样率、采样时间等采集参数设置；

f）试验结果及分析，应当明确计算分析参数设置；

g）试验结论；

h）试验人员、日期和地点。

7

附录A

(规范性附录)

试验信息记录表

项目信息

项目名称

委托方

被委托方

测量日期测量车辆数

测量环境信息

测量风洞温度范围

湿度范围大气压范围

人员信息

姓名所属单位承担职责

测量设备信息

设备名称品牌型号安装位置通道名称

1

2

1

附录B

(规范性附录)

试验车辆信息记录表

车辆基本信息

样车名称样车代号

样车类型1□油泥车□工程样车□量产车

样车类型2□轿车□SUV□MPV□其他

样车尺寸□微型□小型□紧凑型□中型□大型

生产厂家生产日期

VIN码里程数

车辆状态信息

天窗

变速箱形式

结构完整情况

车轮尺寸

轮胎气压

空调系统设置

雨刮器位置

冷却风扇状态

进气主动格栅状态

配重

其它

1

附录C

(规范性附录)