一种基于声线法的车内音响仿真分析方法技术

一种基于声线法的车内音响仿真分析方法，属于车内音响技术领域，解决了现有的有限元方法对于1000

【技术实现步骤摘要】
一种基于声线法的车内音响仿真分析方法


[0001]本专利技术涉及车内音响
，具体涉及一种基于声线法的车内音响仿真分析方法。

技术介绍

[0002]在乘用车音响产品开发过程中，音响的频响结果是产品工程师和NVH工程师一直关注的问题。而音响的频响结果通常需要基于试制车的试验方式进行评价，这样的就会造成开发周期长、设计变更成本高的风险。所以采用仿真分析方法进行计算，在试制车下线前进行风险评估，可以有效缩短开发周期和减低开发成本。
[0003]由于人耳的听觉频率范围是20
‑
20000Hz，对于如此宽泛的频率范围不能采用单一仿真方法。在1000Hz以下频段，通常使用有限元方法建立车内声场模型，使用力激励模拟扬声器纸盆的推力加载到有限元声腔上、模拟扬声器对声场的激励计算频率响应。对于1000
‑
20000Hz频段，由于波长较小，如果继续使用有限元方法，将对计算资源要求极高，计算效率也极低。

技术实现思路

[0004]本专利技术解决了现有的有限元方法对于1000
‑
20000Hz频段，由于波长较小，导致计算效率也极低，且不适用于音响频响结果的仿真分析的问题。
[0005]本专利技术所述的一种基于声线法的车内音响仿真分析方法，包括以下步骤：
[0006]步骤S1，分别对车内声场网格和车内场点进行建模，并对已建模的车内声场网格和车内场点分别施加边界条件；
[0007]步骤S2，按照车内扬声器数量和扬声器位置设置多个激励点，设置响应点位置和响应分析参数后，对多个激励点分别在白噪声激励下进行频响试验和指向性试验；
[0008]步骤S3，对步骤S2获得的频响试验数据和指向性试验数据分别进行计算，并分别计算出声场云图和声线；
[0009]步骤S4，判断计算得出的频响试验数据和指向性试验数据的结果是否满足设定效果，若不满足，则进行优化计算结果，若满足，则结束操作。
[0010]进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述对车内声场网格进行建模，具体为：
[0011]车内声场网格分别输入内饰表面网格、玻璃网格和座椅表面网格，内饰表面网格、玻璃网格和座椅表面网格均采用二维模型，内饰表面网格、玻璃网格和座椅表面网格大小均为5mm
‑
10mm，并对内饰表面网格、玻璃网格和座椅表面网格均做出质量要求；
[0012]所述对车内场点进行建模，具体为：
[0013]采用二维平面四边形网格，网格尺寸根据响应点位置调整。
[0014]进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述对内饰表面网格、玻璃网格和座椅表面网格均做出质量要求为：
[0015]四边形单元QUAD＞95％，三角形单元TRIA＜5％；
[0016]单元尺寸最小3mm，最大5mm，平均4mm；
[0017]95％单元warpage＜7deg，全部单元warpage＜10deg；
[0018]95％单元aspect＜5，全部单元aspect＜7；
[0019]95％单元skew＜30deg，全部单元skew＜40deg；
[0020]95％单元jacobian＜0.7，全部单元jacobian＜0.3；
[0021]95％单元taper＜0.7，全部单元taper＜0.8；
[0022]inner angle:quads min angle＞45deg，max angle＜135deg，trias min angle＞30deg，max angle＜120deg。
[0023]进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述已建模的车内声场网格施加边界条件是根据内饰材料加载声阻抗系数和吸声系数；
[0024]所述已建模的车内场点施加边界条件是衍射边界条件。
[0025]进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述响应点位置包括驾驶员外耳、驾驶员内耳、右后乘客内耳和右后乘客外耳；
[0026]所述响应点的垂直坐标是座椅的表面与靠背表面的交线以上0.7m
±
0.05m处，响应点的水平坐标为距离座椅中心面0.2m
±
0.02m处。
[0027]进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述响应分析参数包括频率响应分析频段1000Hz～20000Hz，步长10Hz；
[0028]结构模态和声腔模态分析频率上限是频率响应分析频率上限的2倍；
[0029]最大声线反射数设置为4，最大路径设置为3m。
[0030]进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述指向性试验，具体为：
[0031]在全消声室内，将扬声器布置在平面障板上，传声器布置在环形支架上，环形支架距离扬声器分别是0.5m、1m、1.5m和2m，调整传声器与扬声器正面的角度，进行测试，分别获得传声器与扬声器各个距离和角度的声压。
[0032]进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述传声器与扬声器正面的角度包括0
°
、30
°
、45
°
、60
°
和90
°
。
[0033]进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述频响试验数据是多个激励点在白噪声激励下扬声器正前方1m处频率响应曲线。
[0034]进一步地，在本专利技术的一个实施例中，所述优化计算结果的方式是通过调整扬声器位置和角度或增减扬声器数量。
[0035]本专利技术解决了现有的有限元方法对于1000
‑
20000Hz频段，由于波长较小，导致计算效率也极低，且不适用于音响频响结果的仿真分析的问题。具体有益效果包括：
[0036]本专利技术所述的一种基于声线法的车内音响仿真分析方法，使用声线法进行音响频响结果的仿真分析，适用于1000
‑
20000Hz频段的计算。相比于有限元方法，声线法不需要使用大量网格，计算速度大大提高。同时，声线法由于其便于追踪性、特别适合于追踪声源至响应处的传递路径。
附图说明
[0037]本专利技术上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0038]图1是具体实施方式所述的车内音响频率仿真流程图；
[0039]图2是具体实施方式所述的扬声器声源指向性试验示意图；
[0040]图3是具体实施方式所述的整车声线法模型图；
[0041]图4是具体实施方式所述的扬声器位置图；
[0042]图5是具体实施方式所述的驾驶员外耳频响结果图；
[0043]图6是具体实施方式所述的某频率下车内场点云图；
[0044]图7是具体实施方式所述的某频率下车门扬声器到驾驶员左耳声线图；
[0045]图8是具体实施方式所述的增加扬声器位置图；
[0046]图9是具体实施方式所述的优化后频响结果对比图。
具体实施方式
[0047]下面结合附图将对本专利技术的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于声线法的车内音响仿真分析方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1，分别对车内声场网格和车内场点进行建模，并对已建模的车内声场网格和车内场点分别施加边界条件；步骤S2，按照车内扬声器数量和扬声器位置设置多个激励点，设置响应点位置和响应分析参数后，对多个激励点分别在白噪声激励下进行频响试验和指向性试验；步骤S3，对步骤S2获得的频响试验数据和指向性试验数据分别进行计算，并分别计算出声场云图和声线；步骤S4，判断计算得出的频响试验数据和指向性试验数据的结果是否满足设定效果，若不满足，则进行优化计算结果，若满足，则结束操作。2.根据权利要求1所述的一种基于声线法的车内音响仿真分析方法，其特征在于，所述对车内声场网格进行建模，具体为：车内声场网格分别输入内饰表面网格、玻璃网格和座椅表面网格，内饰表面网格、玻璃网格和座椅表面网格均采用二维模型，内饰表面网格、玻璃网格和座椅表面网格大小均为5mm
‑
10mm，并对内饰表面网格、玻璃网格和座椅表面网格均做出质量要求；所述对车内场点进行建模，具体为：采用二维平面四边形网格，网格尺寸根据响应点位置调整。3.根据权利要求2所述的一种基于声线法的车内音响仿真分析方法，其特征在于，所述对内饰表面网格、玻璃网格和座椅表面网格均做出质量要求为：四边形单元QUAD＞95％，三角形单元TRIA＜5％；单元尺寸最小3mm，最大5mm，平均4mm；95％单元warpage＜7deg，全部单元warpage＜10deg；95％单元aspect＜5，全部单元aspect＜7；95％单元skew＜30deg，全部单元skew＜40deg；95％单元jacobian＜0.7，全部单元jacobian＜0.3；95％单元taper＜0.7，全部单元taper＜0.8；inner angle:quads min angle＞45deg，max angle＜135deg，trias min angle＞30deg，max angle＜12...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈曦，宋雨，许京，马文婷，
申请(专利权)人：中国第一汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：