“選自中華汽車郭正祥在MSC臺灣2020年用戶會的演講報告”

1背景與挑戰

(資料圖)

臺灣環境保護署于2018年頒布了的六期通過噪音（Pass-by Noise）法規，將小貨車加速噪音的法規限定值進行了降低。從第一期法規至第六期法規中的數值變化趨勢可以看出，行政部門對小貨車加速噪音的要求變得越來越嚴格。這對中華汽車公司的小貨車噪音指標也提出了更高的要求。中華汽車NVH 團隊面臨著目標苛刻、費用高昂、工作量大、影響獲利的挑戰。

今后小貨車加速噪音法規將會更加嚴苛。

2中華汽車NVH團隊的應對

中華汽車采用測試與仿真結合的方式應對通過噪音問題。

（1）結合遠/近場聲學量測方法達到3D聲源定位

（2）利用數值模擬進行通過噪音外聲場解析

3通過噪音外聲場的數值模擬

從2018年開始，中華汽車使用邊界元BEM方法進行通過噪音模擬的嘗試，并在2019年第24屆SAE會議上發表文章。通過噪音實測主要貢獻區間在100~4000Hz之間，然而BEM模擬方法由于計算效率原因無法到達最高頻率。即使在100~2000Hz的頻段，求解也需要花費100多個小時，且與實測存在高達9dB的誤差。因此，對于數值模擬提出了降低求解時間、提高求解頻寬、加強求解精度的三項要求。針對需求，中華汽車提出三個手段：1）有限元FEM技術；2）HPC高性能計算；3）自適應網格。MSC的Actran軟件完美滿足這些要求。中華汽車于2020年初開始使用Actran進行通過噪音模擬。經過不長的時間，取得顯著成效。

（1）求解時間大大縮短。

100~2000Hz的頻段，求解只需要花費2個小時，相比于原來需要100多個小時，效率顯著提高。2000Hz到5000Hz的頻段也只需要7小時的計算時間。

（2）求解精度顯著提高。

采用間接聲源推估方法，使用模擬的噪聲傳遞函數（NTF）和近場麥克風實測的噪音（Response）計算音源（Source）。

NTF是九階方陣，直接計算過程十分復雜。考慮將問題進行簡化，假設各聲源之間不會互相干擾，因此耦合項為0，這樣就能夠將問題簡化為9個1元方程，可以直接求得音源。

將實際測量結果與Actran模擬結果進行對比，可以發現僅有0.2dB誤差，精度比以前大大提高了。

4Actran VI后處理手法應用于對策解析

Actran為通過噪音的結果處理開發了專屬模組，可方便用戶根據以下流程進行抑制通過噪音的對策制定：第一步，找到左右側通過噪音的最高時刻點；第二步，找到最高時刻點的位置；第三步，找到最高點位置的頻率響應FRF，并找到量值最高的頻率；第四步，將各聲源貢獻度列出，找出量值最高頻率的貢獻度最高的聲源。在此部位可以增加隔音材料，減小噪音。

中華汽車使用Actran的網格工具 （Exterior Shrinkwrap）進行外部聲場網格的生成。

Actran可以使用Exterior Shrinkwrap網格工具，將結構網格模型，通過自動地縫補/拉皮，轉換成聲學網格模型，并具有非常高的網格外形辨識度。

中華汽車在2020年提出了將通過噪聲的模擬流程化，在整個流程中嵌入聲源分析，NTF計算，響應疊加，貢獻量分析的需求。Actran原廠響應需求，在2021年推出了Passby Noise Workflow Manager，把通過噪音所需要進行的前后處理直接做成界面方便使用者操作分析。

5結果

六期通過噪音（Pass-by Noise）法規的頒布，提出了對加速噪音更嚴格的指標，也對中華汽車公司的小貨車的噪音指標提出了更高的要求。

MSC的Actran軟件滿足中華汽車對于通過噪音模擬的各項需求，并在一年時間內開發了Passby Noise Workflow Manager，幫助中華汽車解決了當前的挑戰。

MSC臺灣與大陸的技術人員為客戶提供了滿意的在地技術支持。客戶在短短一年的時間內完全建立了通過噪音模擬能力，并在產品開發中獲益。