轮胎噪声是影响汽车NVH性能的关键因素之一,并且其可控性较差。因此,抑制轮胎噪声对提升驾乘人员的舒适性具有重要意义。因轮胎管腔共振噪声以及轮胎空腔共振噪声被认为是轮胎噪声的重要组成部分,本文将对两者展开研究。轮胎花纹中的管腔尺寸以及在轮胎内表面的粘贴多孔材料直接关系到轮胎管腔和空腔共振的噪声水平。所以,如何设计合适的管腔尺寸控制轮胎管腔共振噪声以及选取合适的多孔材料抑制轮胎空腔共振噪声是亟需解决的重要问题。在轮胎管腔和空腔共振分析中,特征频率是研究其噪声水平的重要参数,其实部为声腔的共振频率;虚部可以衡量声腔向外的辐射或阻尼损失。由此可发现,特征频率的虚部可以作为分析基于管腔尺寸控制轮胎管腔共振噪声以及多孔材料抑制空腔共振噪声的评价指标。本文选择边界元法为计算轮胎管腔和空腔特征频率的数值方法。然而,边界元法在计算声学特征值问题时,会形成了难以直接求解的非线性特征值问题。针对该问题,引入了一种可以求解非线性特征值问题的围道积分法,并基于边界元法和围道积分法提出了用于计算轮胎管腔和空腔的特征频率的方法——基于边界元法的声学特征值分析方法。基于此,本文围绕轮胎管腔共振和空腔共振噪声开展了基于边界元法的声学共振分析方法研究,主要内容如下:针对应用边界元法分析声学特征值问题时的虚假特征值问题,本文对轮胎管腔和空腔分析模型对应的外域、内域、多连通域以及多域的声学特征值问题展开研究,分析在不同边界条件下,不同边界积分方程对数值结果中的真实特征值以及虚假特征值的影响,同时分析虚假特征值的出现机理,并结合Burton-Miller法给出去除虚假特征值的方法。在以上研究的基础上,本文将所提出的基于边界元法的声学特征值分析方法应用到基于管腔尺寸控制轮胎管腔共振噪声和如何选取多孔材料抑制轮胎空腔共振噪声的研究中。针对轮胎管腔共振问题,使用本文提出的基于边界元法声学特征值分析方法对二维管腔共振问题进行研究,验证该方法在分析管腔共振时的有效性。另外,结合数值仿真算例和实验,验证该方法在分析轮胎管腔共振问题的可靠性。同时,以轮胎管腔特征频率虚部的绝对值大小作为衡量管腔向外辐射的能力,分析不同宽度、深度和长度的纵沟对管腔共振的影响,为基于尺寸设计优化轮胎管腔共振噪声提供理论依据。针对轮胎空腔共振问题,由于在建模时引入阻抗边界条件代替粘贴在内表面的多孔材料,导致数值结果与实验结果具有较大偏差。所以提出了一种新的用于分析内表面粘贴多孔材料的轮胎空腔共振的方法——基于多域边界元法的声学特征值分析方法。该方法中,使用多域边界元法对内表面粘贴多孔材料的轮胎进行建模,多孔材料等效为流体,空腔的其他区域为空气域,并通过空气域与等效流体域交界面的连续性条件构建的系统方程组进行求解。同时,通过具有解析解的2D轮胎空腔模型验证该方法的在轮胎空腔共振研究中的有效性。另外,结合轮胎空腔共振仿真和实验,验证该方法在分析轮胎空腔共振的可靠性。最后,以轮胎空腔特征频率虚部的绝对值大小衡量由多孔材料引起的阻尼损失,比较和讨论具有不同流阻、厚度和宽度的多孔材料对抑制轮胎空腔共振噪声的影响,为选择合适的多孔材料抑制轮胎空腔共振噪声提供理论依据。基于上述研究,本文对边界元法的虚假特征值问题以及轮胎管腔和空腔共振的噪声问题进行了系统性的研究,为低噪音轮胎提供了理论依据。