胡山凤，束永平

（东华大学 机械工程学院，上海 201620）

当轮胎与路面接触时，花纹沟与路面形成的空腔内的空气被压缩，部分空气从花纹沟槽侧面被挤出；随着轮胎滚动，当该花纹槽逐渐离开路面时，变形的花纹沟迅速恢复原状，空腔内气体压强变小，产生一定的真空度，由于压差，外界空气被吸入空腔，该过程称为轮胎的泵气效应[1]。由轮胎花纹沟槽的空气泵气效应产生的噪声被称为轮胎的泵气噪声。泵气噪声是轮胎噪声的主要声源之一，车速越高，泵气噪声越明显。随着欧盟修订的ECE R117法规于2009年10月1日实施[2]，研究泵气噪声的有效计算方法显得更有必要。

1 计算方法

根据轮胎泵气噪声的形成特点及产生原理，模拟泵气噪声必须对滚动过程中轮胎的外流场进行研究，而其中的难点在于体现花纹沟槽随时间变化的真实变形，即空腔内空气的压缩与释放过程对压力场的影响是动态的。在外流场仿真中，这属于动边界问题，且在每一时刻，花纹沟槽的每一部位的运动速度及位移均不相同，无规律，无法运用动网格的自定义函数（UDF）赋予花纹沟槽边界真实的运动和变形。因此本研究运用的方法是：结合有限元模拟仿真的轮胎纯滚动时各个时刻花纹沟槽的节点位置、速度和单元信息，利用VC生成Gambit的文本命令建立外流场模型及划分网格，再对Fluent进行二次开发，采用文本命令形式对流场进行求解。

2 有限元计算

2.1 建立有限元模型

为便于比较不同结构花纹沟槽的压力场特性，对12.00R20全钢载重子午线轮胎建立3种典型的花纹沟槽轮胎模型，包括纵沟模型、横沟模型和混合沟模型，如图1所示。……