随着汽车技术的发展和道路状况的改善,汽车行驶速度不断提高。车辆行驶过程中常常因除雾、换气的需要而打开车窗,这将在车厢内部形成低频率、高强度的风噪声,也称风振噪声。长时间处于风噪声环境中容易使人疲劳和烦躁,影响乘坐舒适性。风噪声也会通过车窗开口向周围环境传播,造成环境噪声污染。研究发现,后车窗风噪声高于前车窗,因此深入研究和控制汽车后车窗风噪声具有重要意义。由于计算机性能快速提升和气动声学理论不断完善,利用数值仿真的方法对汽车风噪声进行研究成为可能。本文基于大涡模拟(LES)和莱特希尔(Lighthill)声类比理论,利用流体动力学软件FLUENT和声学软件ACTRAN混合仿真方法研究汽车后车窗风噪声。首先,利用圆柱绕流和空腔来流模型验证了混合方法对远场和近场风噪声仿真的正确性;通过实车道路实验采集车内风噪声样本,分析噪声频谱特性,并确定研究频带;建立了车辆仿真模型,分别研究了车速、车窗开度、开窗数目对风噪声特性的影响;尝试在车内添加吸声材料或在车窗开口合适位置安装立柱的方法控制后车窗风噪声,并分析了安装立柱后对周围环境的噪声影响。研究结果表明,混合仿真方法在后车窗风噪声计算上具有很高的精度,声压级误差低于2.7%;后车窗风噪声大小与车速呈正相关,后车窗开启42%时风噪声达到最大,同时开启两个后车窗比开启一个后车窗风噪声要小;吸声材料对风噪声控制效果有限,在车窗开口处安装立柱,可使风噪声下降21.5%,对周围环境的噪声污染也随之减少;利用正交实验法得到立柱的位置、宽度和厚度的最优组合,优化后的风噪声降低了1.46d B。由此可见,本文采用的混合仿真方法和风噪声控制方法正确、有效,可推广到其他车型,对汽车风噪声控制研究具有指导意义。