开天窗或侧窗时,在汽车乘员腔内产生的风振噪声会严重影响驾乘舒适性和行驶安全性。而目前为止,汽车风振研究多集中在天窗风振噪声的控制,较少涉及噪声污染更严重的后窗风振噪声。此外,已有的风振噪声控制技术多局限于被动控制,降噪效果不够理想的同时还可能破坏整车造型。因此,针对汽车后窗风振噪声问题突出且被动控制措施应用困难的问题,本文采用后窗主动射流技术来降低后窗风振噪声。本文先从类似于汽车乘员腔的简易空腔模型出发,结合风洞实验数据和数值计算结果,揭示非零攻角下湍流诱导空腔自激振荡机理;分析攻角、空腔开口位置、颈部厚度等空腔结构参数与湍流边界层厚度和自激振荡程度间的内在联系,为实车后窗风振噪声研究与控制奠定理论基础。结果表明非零攻角空腔自激振荡是涡的脱落、反馈压力波和共振锁死效应相互耦合作用的结果。自激振荡幅值对攻角的变化非常敏感,当攻角增大至某临界值时,剪切层因厚度增加而稳定性增强。此时,共振锁死效应消失,空腔自激振荡将完全受到抑制。然后基于某运动型多功能轿车(SUV)模型,计算其左后窗开启后车腔内的压力波动水平。再结合后窗开口附近的流场变化规律判断得知后窗风振机理为:气流流经后视镜三角区域和B柱时,几何形状突变,不稳定剪切层会周期性地脱落涡旋结构并伴随气流往车后方向流动。两种涡先后撞击C柱破碎产生反馈压力波,并伴随部分气体侵入车内,导致车内压力出现周期性脉动。其中从B柱脱落的涡占主导地位。反馈压力波传播至B柱时又会进一步诱导涡的脱落。当涡的脱落与撞击频率与车腔的固有共振频率相吻合时,亥姆霍兹共振发生。主动射流技术可有效地改变剪切层特性以及后窗涡脱落特性,最终达到破坏后窗声共振反馈回路的目的。其中,本文采用的射流方案为在B柱和C柱布置射流面喷射恒定速度的气流来避免涡的脱落或阻止涡流撞击C柱。仿真分析结果显示C柱斜向射流可最多降低峰值噪声达12dB;外B柱面斜向射流可降低噪声幅值达10dB,降噪效果非常显著。除此之外,本文还探索了射流速度、射流角度与风振特性间的变化规律。其中,后窗风振的特征频率对射流速度和角度并不敏感,但风振噪声峰值却受射流速度和射流角度影响较大。合适的射流速度和射流角度可取得较好的噪效果,否则可能会适得其反。