面臨的挑戰：

雷諾汽車公司如何在初期階段通過仿真手段達到降低汽車通過噪音的水平。

來自海克斯康的解決方案：

產品、解決方案名稱：MSC Actran模型軟件
實現效果：在汽車研發的初期階段通過仿真優化車輛的設計，能將吸音材料準確放置在所需之處。

近年來，降低交通噪音、提升汽車舒適性已經成為全球性倡議。工程師不僅要滿足苛刻的政府規定，還要改善乘客體驗。其中一項要求就涉及到通常被稱為通過噪聲的測量過程。近來，通過噪聲的最大允許聲級一直在降低，這意味著商用車的設計出現了新的約束條件。降低噪聲排放的對策包括對噪聲產生機制進行干預、控制噪聲傳播，從而降低各聲源對噪聲的貢獻。添加吸音材料或者改變車輛部件的幾何形狀也是工程師們正在研究的解決這一問題的突破口。雷諾公司由于擁有各式各樣的車型，因此其團隊必須根據未來的約束條件對通過噪聲規定及設計車輛的發展變化作出預測。 雷諾公司決定增強其聲學仿真能力，采用 MSC 軟件公司旗下 FFT 的產品 Actran 對外部聲波傳播進行建模。借助Actran，雷諾公司能夠在設計階段初期考慮車輛聲學性能，從而改進設計并降低開發成本。

挑戰
與汽車行業的許多專業人士一樣， Philippe Mordillat 和 Cécile Dutrion 深知任何 NVH 團隊所面臨的挑戰。雷諾汽車理論方法開發部的 NVH CAE 專家 Philippe Mordillat 表示：“排放水平已經發生變化，同時改變的還有為滿足規定需要采取的方法。我們要達到的噪聲水平越來越嚴格。到 2020 年，將會初步降低噪聲水平；到 2024 年，還要進一步降低！”
要想確保車輛能夠符合這些規定，就得 盡 早 在 開 發 過 程 中 采 取 行動 。
Philippe 說：“我們需要在汽車包裝物中留出一些空間，以保證能在車內安裝吸音材料。如果我們現在不預留出這些空間，將來就不可能符合規定。”
有鑒于此， 已將仿真確定為 Philippe Mordillat 團隊所要研究的解決途徑。其目標是開發一種用來仿真通過噪聲規定的 CAE 方法。Philippe 解釋道：“我們希望找到一種通用方法，能夠適用于任何類型的車輛。我們需要掌握針對聲源以及從這些聲源到規定麥克風的傳遞函數的預測方法。在著手對此類仿真進行研究時，我們還需要一個基準。經過評估后，我們得出的結論是，Actran 具備了我們在仿真中想要的所有功能。”

解決方案
即使 Philippe 在數值仿真方面擁有 20 年的經驗，但考慮到該項目的范圍極為宏大，他預計仍會有一段艱難時期。他說：“我們曾經認為仿真的目標會受到計算模型空間域和頻率域分析上限的限制。然而受益于 Actran 的軟件方法和高性能計算，我們最終得以實現設定的分析目標。”他補充道：“我們后來發現這個軟件還有一個優點：能快速完成性能仿真，因此我們可以增加新的開發要求。”
關于 Actran 模型的細節， Philippe Mordillat 團隊的 NVH 數值方法工程師Cécile Dutrion 解釋道：“我們正在考慮來自發動機、輪胎與路面接觸、排氣管線及進氣口的噪聲源。我們計算了聲源與規定麥克風之間的傳遞函數，并依照其他計算值或者依照測量值對聲源進行評估。這樣我們就可以靈活地嘗試不同聲源與聲學傳遞函數的組合。”
該項目旨在為任意型號的車輛開發一種通用方法，并且能夠對各種車輛進行查驗。因此計算性能方面至關重要。Cécile 說：“具備頻率自適應自動網格劃分功能的外部聲學組件是一個非常有價值的功能。”
Philippe 補充道：“借助 Actran，我們可以將考察發動機輻射噪聲的運行時間縮短 5-7 倍。最初我們考慮的是計算到2000Hz，那時我們認為 5000Hz 只能是一個夢想，但最終我們夢想成真。”

結果
在研究通過噪聲時，一定要確保數值仿真的準確性。測試期間記錄到的絕對聲級可確定車輛能否通過測試。Philippe解釋說：“在開展驗證工作時，我們已經掌握了一些實物測試的測量結果。”
“在我們啟動這個項目的時候，一切還都遙不可及。我們不僅要分析結 果，還要用我們當時建立的模型來弄清各種問題。如今我們對結果相當滿意。我們只用了很短的時間就提高了準確度。”
驗證階段成功之后，雷諾公司的工程師每天都在用這種方法來優化車輛的技術設計，以確保將吸音材料準確放置在所需之處。
Philippe 總結道：“與最初的目標相比， 我們達到了好得多的性能。我們對這一外部聲學問題所做的研究是從零開始的， 但在短短幾年內就實現了項目目標，這讓我也感到非常吃驚。”

客戶簡介：

雷諾集團是一家總部設在法國的跨國公司， 已有超過 115 年的歷史。雷諾公司業務遍布 128 個國家，致力于設計、制造及銷售私人車輛和商用車輛。雷諾公司在世界各地的員工超過 12 萬名，汽車是他們共同的精神寄托。

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