Abstract
The vehicle exterior design is the main parameter of aerodynamic wind noise, but the modification of it is nearly impossible at a proto-type stage. Therefore, it is very important to verify exterior design and estimate the correct wind noise level at the early vehicle design stages. The numerical simulations of aerodynamic wind noises around A-pillar and wiper were developed for specific vehicle exterior designs, but could not be directly used for the discussions with designers because these need complex modeling and simulation process. This study proposes new approach to A-pillar and wiper wind noise estimation at design stage using response surface methodology of modeFRONTIER, of which database is composed of PowerFLOW simulation, PowerCLAY modeling, SEA-Baced (Statistical Energy Analysis-Based) interior noise simulation, and turbulent acoustic power simulation. New design parameters are defined and their contributions are analyzed. A state-of-the-art, easy and reliable CAT (Computer Aided Test) tool for A-pillar and wiper wind noise are acquired from this study, which shows high usefulness in car development.
자동차 외장 디자인은 차량의 첫인상을 만들지만, 엔지니어링 입장에서는 공력 및 바람소리 성능에 중요한 요소이다. 외장 디자인은 차량의 프로토 타입 시점에 변경하기는 불가능하기 때문에 차량 초기 디자인 단계에서 외장 디자인을 점검하고, 바람소리 수준을 예측하는 것이 중요하게 된다. 외장 디자인 요소 중 차량 바람소리에 중요한 A필라와 와이퍼에 대한 바람소리 해석 기법은 개발되어 적용되고 있으나, 해석 및 모델링 과정이 복잡하고 시간이 많이 소모되기 때문에 엔지니어입장에서 디자이너 및 설계자와 함께 A필라 및 와이퍼 형상별 기여도를 검토하기엔 시간적인 여유가 부족하게 된다. 본 논문에서는 최적화를 위하여 A필라 형상 및 와이퍼 형상에 따라 바람소리 해석 S/W인 PowerFLOW(PowerClay 모델링 S/W, SEA-Baced(Statistical Energy Analysis-Based) 실내소음 해석툴, Turbulent Acoustic Power 해석툴)를 이용하여 실내소음을 해석적으로 예측하고, 예측한 결과를 이용하여 반응 표면법을 이용하는 최적화 S/W인 modeFRONTIER를 이용하여 디자인 요소에 대한 반응면을 구축하여, 디자인 요소와 실내 소음간의 상관성을 구성하여, 디자인 단계에서 A필라와 와이퍼에 의한 바람소리 수준을 예측하였다. 최적화 결과 및 반응면 구축 예측 결과에 대하여 실제 시험을 통하여 예측 경향성을 판단하고, 해석 및 예측에 대한 신뢰성을 확인하였다. 최종적으로 해석 및 반응면 구축 과정을 통하여 A필라 및 와이퍼에 대한 차종별 CAT(Computer Aided Test) 분석툴을 개발하고, 실제 차량 개발 과정에 적용하여 효용성을 확인하였다.