摘要：通过对汽车车内空间建立相应的有限元模型进行噪声主动控制研究，在某些位置布放次级声源来对模型进行降噪模拟，发现在单个次级声源或两个次级声源共同作用下，都能取得比较好的降噪量，而且两个次级声源共同作用可以抵消单个次级声源不能抵消的声模态。
关键词：车内噪声；主动控制；次级声源
汽车车厢内的声场可看作是一个封闭空间的噪声场。封闭空间噪声主动控制的目的通常是降低该空间全空间或某一局部区域内的噪声级。封闭空间中的噪声场既可以由内部噪声源产生，也可以由外部噪声通过弹性壁透射或耦合振动而产生。本文将由发动机引起的车内低频噪声作为噪声源，利用有源噪声控制理论[1]分析的待消声区域的声场分布和通过合适的次级声源布放位置来抵消噪声场，本文着重运用专业声学分析软件SYSNOISE 对模型进行仿真分析，得出车内声场的抵消效果。
1.客车有限元模型仿真分析
本文的客车有限元模型用MSC.Patran 软件建立， 以长安
SC3762A 为参照，长1m，宽0.45m，高0.50m，与真车的比例约为1：4。由于车内主要是低频噪声， 所以研究的频率范围取为150Hz~450Hz。每个模型单元有8 个节点，形状接近正方体。该模型在最高频率上有25 个单元。初级声源P 位于汽车发动机处，设为一点声源，P 和次级声源S1~S4的位置如图1 所示。次级声源S4在S3的正对面。
图1 小客车有限元模型
将模型输入SYSNOISE 进行声学分析［3］， 假设空气密度为1.225kg/m3，声速为340m/s，对于所有特征频率，均假设阻尼比为0.01。频率在150Hz~400Hz 之间的声模态幅值和相位如图2 所示。
图2 声模态幅值和相位
从声模态幅值图中看到，模态1(181.2Hz)和模态4(378.7Hz)有一个波节面在模型的中央，分别垂直于x 轴和z 轴，幅值从波节面沿着轴线向两边慢慢增大。模态6 有两个波节面分别垂直于x 轴和z 轴，幅值沿x-z 平面的对角线慢慢变大。相比这三个模态， 声模态2(338.9Hz)、3(356.5Hz)的波节面形状并不规则，但是它们都与x-y 平面垂直，也就是说沿着z 方向幅值不变。相位的趋势基本与模态幅值趋势相同，只是在通过波节面后变化的幅度很快，基本上在波节面以外的空间中相位要么同相，要么反相。所以不断调整次级声源的幅值与相位可以得到最优降噪量。
2.次级声源布放及降噪效果分析
要取得大的降噪量，次级声源的布放位置相当重要。一般来说，次级声源要尽量布放在声模态幅度反波节面或靠近反波节面的位置［1］，但在实际的车室中，由于其空间形状和声学条件的复杂性，加上次级声源不允许安装在乘客身体能接触到的位置。结合实际综合考虑后，选取4 个次级声源，安放位置如图1 所示。下面图3、图4 是不同次级声源作用下，车内全空间时间平均声势能Ep和f 的关系。实线均表示初级声源作用下的Ep。
