Misura del Campo Acustico Esterno di un Veicolo

Le misure del campo acustico esterno sono effettuate per individuare le sorgenti esistenti sulla superficie del veicolo.
I 2 array microfonici (vedi fig.1), posizionati rispettivamente sul soffitto e a lato della camera di prova, consentono di localizzare le sorgenti di rumore provenienti dalla parte superiore e laterale della vettura. I segnali acquisiti dai microfoni sono elaborati utilizzando l’algoritmo “Beamforming” che consente di stimare il livello di pressione sonora proveniente da una sorgente di rumore localizzata in una determinata regione dello spazio.

 

Fig.1: Array microfonici.

Planar Beamforming

 

Fig. 2: Esempi di risultati medi ottenuti utilizzando rispettivamente l'Array top e laterale

Con il termine Planar Beamfoming (PBF) si intende l'investigazione delle sorgenti di rumore su un piano parallelo all'array e vicino alla vettura. Esempi di risultati medi ed espressi in funzione del tempo ottenibili con il PBF sono riportati in fig.2 e fig.3.
 

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Fig. 3: Mappa di rumore in funzione del tempo ottenuta con l'array laterale.

 

3D Beamforming

 

Fig 4: Risultati di un esperimento eseguito utilizzando due sorgenti virtuali (RS1 e RS2) con lo stesso livello di SPL ma posizionate a diverse altezze. Le mappe A1 e A2 mostrano i risultati del “Planar Beamforming” calcolati rispettivamente nel piano della prima e della seconda sorgente virtuale. II risultato mostrato nella mappa A3 evidenzia la migliore accuratezza del “3D Beamforming” che effettua l’analisi sulla geometria 3D della vettura.

Il 3D Beamforming (3D BF) consente di investigare le sorgenti di rumore direttamente sulla superficie della vettura. In questo modo migliora l’accuratezza della misura sia in termini di localizzazione e sia in termini di livello di pressione sonora (SPL) delle sorgenti. Il rilevamento della geometria 3D della vettura è eseguito da un sistema ottico interamente integrato nella Galleria del Vento. I risultati riportati in fig. 4 evidenziano la migliore accuratezza del 3D BF rispetto al PBF. In fig. 5 è mostrato un esempio di mappa di rumore ottenuta con il 3D BF.
 

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Fig. 5: Esempio di mappa di rumore ottenuta con il 3D Beamforming (1.25 kHz - 1/3 Octave Band)

L’algoritmo per il 3D Beamforming ed il sistema di scansione ottico 3D sono stati progettati e sviluppati dal Centro Ricerche Aerodinamiche ed Aeroacustiche - Pininfarina. Maggiori dettagli sono riportati in [1]

SPECIFICHE ARRAY

  • Num. Microfoni : 66 Array Top e 78 Array Laterale
  • Diametro Array D : 3 m
  • Freq. range f : 0.2 ÷10 (kHz)
  • Risoluzione Array R : α·(z /D) λ·
  • α : Coefficiente Array (~1.22)
  • z : Distanza del piano di misura dall’Array
  • λ : Lunghezza d’onda

referenze

  • [1] “Improvements of the Beamforming Technique in Pininfarina Full Scale Wind Tunnel by using a 3D Scanning System ", M. Maffei, A. Bianco, SAE Congress Paper n° 2008-01-0405. Detroit, April 2007
  • [2] "Upgrade of the Pininfarina Wind Tunnel – The New “13-Fan” Drive System", A. Cogotti, SAE Congress Paper n° 2006-01-0569. Detroit, March 2006
  • [3] "Update on the Pininfarina 'Turbulence Generation System' and its effects on the car Aerodynamics and Aeroacoustics", A. Cogotti, SAE Congress Paper n° 2004-01-0807. Detroit, March 2004
  • [4] "Genaration of Controlled Level of Turbulence in the Pininfarina Wind Tunnel for the Measurement of Unsteady Aerodynamics and Aeroacoustiocs", A. Cogotti, SAE Congress Paper n° 2003-01-0430. Detroit, March 2003
  • [5] "Ottimizzazione Aeroacustica dei Veicoli in Galleria del Vento", A. Cogotti, III Convegno Nazionale PFT2 - Taormina, Novembre 1997
  • [6] "Aeroacoustics Development at Pininfarina", A.Cogotti, SAE Congress Paper n° 970402. Detroit, February 1997
  • [7] "Aeroacoustic Testing Improvements at Pininfarina", A. Cogotti, SAE Congress Paper n° 940417. Detroit, February 1994