图5 转数为6 500r/min时表面振动速度（400Hz）

声源排序及结构噪声预测

1. 声学边界元模型建立

在Virtual Lab的网格粗化模块中，先导入结构有限元网格，然后通过提取3D网格的面单元、补面和封包等操作，生成声学边界元网格，边界元模型的网格尺寸根据计算最高频率为2 000Hz来设置。

2. 速度边界条件映射

建立了边界元网格后，需要在Virtual Lab/Acoustic中将结构表面振动速度映射到边界单元节点上。图6所示为转数在1000r/min时边界单元节点的振动速度（25Hz）。从图中可清楚地看出，低频段主要为整机的运动。

图6 转数为1 000r/min时表面振动速度（25Hz）

3. 声源排序

从以上图形只能得到直观的速度分布图形，并不能从数量上反映各部件主要辐射表面的贡献量。为了明确主要的结构噪声源的辐射表面，进行辐射声功率的排序是非常必要的。作者编写了振动辐射声功率的计算程序，可方便地进行辐射功率排序。图7为某工况的振动辐射能量排序。

图7 某工况的振动辐射能量排序

从分析结果来看，最主要的辐射能量来自于发动机缸盖以上的部分。除右侧外，其他的部位辐射能量都比较大，这与该发动机的进气歧管的布置有关。而油底壳部分，由于该发动机油底壳的刚度比较好，所以不是主要的辐射源。

4. 噪声预测

在将结构表面振动速度映射到边界单元节点上后，计算了发动机在一定频率范围内的结构辐射噪声。图8所示为500Hz的辐射噪声情况。场点取离发动机表面1m处的六面体。通过辐射噪声场的分析，可以明确该工况下主要结构辐射噪声频率及辐射表面，为结构优化指明了方向。

图8 500Hz的辐射噪声

结语

发动机结构振动与噪声预测是一项降低发动机噪声极其经济有效的技术。实施噪声最优化问题的关键在于三个方面，一是噪声预测的准确性；二是预测噪声 计算的速度；三是要得到主要的振动噪声源。采用AVL/EXCITE等软件，可以非常方便地进行发动机噪声预测，从而为产品的NVH性能的提升提供了有力 的工具。

在对发动机各转速下的振动噪声预测的基础上，通过与试验数据的对照分析，可进一步提高预测模型的精度。在此基础上进行噪声最优化设计可望开发出NVH性能优异的发动机。