侧窗抖振：汽车单独开后窗为什么这么吵

你是否也有过类似的感受？当汽车高速行驶时，单开个后车窗，会产生低频发闷的噪声，耳膜特别难受。咱们今天就一起聊聊这个令人讨厌的噪声产生的原因及如何消除。

汽车驾驶仓是一个腔体，窗户是这个腔体的开口，空气在腔中的共振，人类早有研究。

1850年代，“亥姆霍兹”设计了一个共振器，一个小开口的空腔，用来测声音频率。原理是当扰动传过时，开口处的空气柱会向腔内移动一点，导致腔内空气被压缩，压力增大后，空气柱开始向外运动，由于惯性，会多向外移动一点，腔内空气膨胀，压力下降，空气柱再次向腔内运动，如此重复，如果这个扰动频率和腔内空气固有频率接近，就会发生共振，听到声音。

大家再看汽车开窗这个结构，是不是和“亥姆霍兹”共振器很像。就是这个原理，你听到的噪声就是开窗导致的车内空气共振的声音，耳膜难受的感觉就是车内压力变化所致。汽车行业里还有个名词，叫侧窗抖振。

咱们用AICFD仿真直观地看一下车内压力的变化。简化掉了车内座椅。用大涡模拟作非稳态计算，时速给100公里，计算后，做个剖面，从速度场云图可以看出外界的风引起窗口处空气非定常扰动。从车内压力云图颜色及压力数据可以看出，压力大小随时间的周期性变化，这个压力的变化传到耳中感受到的就是共振的噪音。

既然是共振，那么肯定窗口扰动的频率要和车内空气的固有频率接近时，才会发生，所以，盲猜，只有在一定的速度区间内才会出现这个共振，速度太低或太高，应该都不会，咱们去试试！

咱们把车窗打开，然后开一个声波软件。时速40公里时，并没有产生共振；加速；80公里时，开始产生明显现象；100公里，大家看这个波动，我的天，这个声音太难受了。

大家看风速仪，车里面基本没有风，说明这个声音不是由于空气摩擦，而是压力变化导致的这个噪音。

120公里，共振居然消失了。

那么在发生共振的速度区间内，如何减弱这个共振呢？多开几个窗试试。首先后面2窗户对开，然后开前窗，开三个试试，开四个窗，这个共振噪音基本就消失了。

回来网上资料查到，由于后视镜干扰，前窗处空气不会紧贴窗户流动，会减弱共振。咱们再去试试。

速度100公里，开一下前车窗，果然共振不强，咱们再开一下后车窗对比。这个效果太明显了。

同样的原理，像大货车或者面包车不是很注重空气动力学设计的汽车，空气也没有紧贴着窗户流动，共振应该也不明显，身边没有货车，没法亲自试了，屏幕前如果有开过货车的朋友，欢迎分享感受。

简单总结下，如果想开窗，还不听到这种难受的声音，3个办法：

第一，把车速控制在70公里内或120公里以上，当然根据车型不同，这个速度上下线可能会稍微有点差别；第二，多开几个窗形成对流减弱共振；第三，坐在副驾的位置，后视镜会帮你减弱共振。不过还是要提醒，高速行车，建议车窗全部关闭，既安全又减小阻力，省油或者省电。

亥姆霍兹共振虽然在车里是一个恼人的现象，但你知道吗，它也有浪漫的一面。

海螺，杯子，包括你把手这样捂好了放在耳边，都能听到“大海”的声音。原因是我们的环境中有很多波段的白噪音，我们从出生起，就在这个环境中习惯了，听不到了，但这种腔体结构，会自己选择和腔内空气共振频率一致的那个波段的噪音，产生共振，将其放大，到我们耳中就是“大海”的声音了。

另外，亥姆霍兹共振会产生噪声，换个角度，它还可以用来治理噪声。

在建筑和汽车等很多行业，会利用亥姆霍兹共振器降噪法进行降噪。原理就是利用共振时振幅大的特点，增大腔内空气摩擦，将其转化成热能，实现降噪。不过这种消声器也有个局限，就是只对特定频率范围的噪声降噪效果好。

哦，还有，你听过宗次郎的《故乡的原风景》吗，这个陶笛发生就是亥姆霍兹共振的原理。本期文章就到这啦，咱们下期见！拜拜

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