近年来,随着经济的增长,汽车保有量不断增加,汽车在高速行驶时的气动噪声问题逐渐凸显。车辆噪声不但影响人们的正常生活和工作,还会影响汽车的乘坐舒适性。汽车外流场是一种复杂的扰流流动,车轮的滚动使得汽车外流场更加复杂,其结果也将影响气动噪声。因此,从保护环境和提高汽车的乘坐舒适性的角度出发,研究滚动车轮的汽车外流场和气动噪声很有意义。随着CFD技术的迅速发展,计算气动声学为车辆气动噪声的研究开辟了新的途径。计算气动声学的核心是通过数值计算方法求解相应的方程,得到汽车车内、近场以及远场的噪声特性,为汽车降噪提供了依据。车辆气动噪声主要源于汽车外表面的压力脉动,因此研究车辆外部流场和车身表面脉动压力是研究气动噪声的基础。本文结合流体力学和气动声学的相关理论,采用声类比的方法对车轮在滚动情形下汽车的外流场特性和气动噪声特性进行了仿真研究。首先本文以某型轿车为基础,建立了包含后视镜、车轮结构等的外流场分析模型,通过Fluent软件对汽车外流场进行模拟计算。计算过程中先进行稳态计算,得到压力云图和速度矢量图等,并对它们进行定向分析。然后对比了车轮在滚动和静止情况下的汽车外流场特性以及轮腔和车外远场的噪声情况,仿真结果表明:车轮的滚动使得汽车气动力和气动噪声增大,同时影响轮腔处、车身尾部以及车身底部的外流场特性等,稳态计算的结果为车身的噪声源分析提供基础。然后采用大涡模拟的方法进行瞬态计算,考虑到车轮滚动的重要性,这里将车轮设置为滚动状态,在后视镜处、侧窗处、轮腔处以及车外远场设置监测点,得到了不同车速下各个监测点的脉动压力时域图和噪声频谱图。结合流场分布情况,解释了后视镜处和侧窗处气动噪声的产生机理,即该处涡流运动剧烈,产生了很大的脉动压力进而引发了气动噪声。同时分析了监测点的声压级大小,得出在流速较快,涡流运动剧烈的地方,声压级较大。