怎么一开车窗，我脑子就好像要被风刮走了？

本文来自微信公众号：果壳 （ID：Guokr42），出品：果壳汽车组，作者：陆泰，编辑：沈知涵，题图来自：视觉中国

北方春季，是驾车出行最尴尬的时节。

无论自驾还是打车，不开窗，憋闷；开空调，（司机）心疼钱；开窗，杨絮柳絮风沙花粉……

更常见的是，突然一阵乱风袭来，夹杂着风噪声，不明所以的压力变化，让耳膜都受到冲击。

被好奇心驱使着，翻找能解释类似现象的文章。是自己的原因？还是今儿风大十级？如果坐的是超级跑车，还会不舒服吗？

怎么大风越狠，我耳越背？

其实，类似现象在生活中很常见。小孩子喜爱玩的一个游戏，对着空瓶子的瓶口吹气，让瓶子发出低沉的声音。

瓶口间的空气柱，对腔内空气不断压缩和反弹，当外面的扰动一直存在，空气柱就会反复振动，发出声音，与腔内产生共振。

这种空气在一个腔中的共振现象，称为亥姆霍兹共振（Helmholtz Resonance）。

因为德国物理学家赫尔曼·冯·亥姆霍兹（Hermann von Helmholtz）设计了一种特殊设备，叫“亥姆霍兹谐振器”，用它首次实现了对声音进行频谱分离——传来的声波中有与共鸣器固有基音相同的谐音，就发生共鸣。

类似现象还有，灌保温瓶时，听着声音越来越“细”，便知道要装满了（腔中空气体积越来越小，共振频率越来越高）；海螺里能听到“海的声音”，是因为海螺这样天然的多腔室结构，能引发多种频率的亥姆霍兹共振。

如果将车身视为空瓶子，车窗视为瓶口，外部空气灌入时，在开口处产生涡旋，车内原本处于封闭环境的空气被迅速压缩和减压，共振出“轰轰”的风噪声。鼓室内的压力还来不及调整，耳膜两边就产生了压力差，对耳膜产生压迫感。

亥姆霍兹共振在车内产生的声音频率在20Hz附近，这个数值处于人类听域的低点。频率小于20Hz的声波叫做次声波，听不到，但有些与人体器官的振动频率相近，容易与人体产生共振。有些情况下，是我们身体察觉到了变化，并产生不适反应。

要是复古老爷车，多半没这个问题

对于乘坐和驾驶电车的人来说，这种现象经常会更加明显。

这要从电动汽车最核心的命题，“续航里程”说起。

从一些数据仿真结果来看，风阻系数每降低0.01Cd续航就能增加10公里左右——风阻越小，能耗就越小，减少能耗就意味着续航增加。

特斯拉 Model 3 的空气动力学研究丨unpluggedperformance

相比燃油车，电动车在改善风阻系数方面，有一些天然优势。

例如，舍弃了传统的内燃机，车辆的前引擎盖高度能够更加低；取消了进气格栅，因此其前脸造型能够更加扁平，能够有效降低风阻；电动汽车的动力直接通过电机传输，不需要传动轴，它的底盘也可以做到纯平。甚至，电动汽车上的隐藏式门把手、电子后视镜等设计都能为电动汽车风阻系数的降低带来改善空间。

不过正是这一系列的改变，对于车内风振来说，却是糟糕的。

空气流速更快后，为亥姆霍兹共振提供了更“好”的环境。气密性更严的座舱设计，让内外压力差来不及调整，车内用户不适感更强。当然，这种现象也与汽车速度有关。

车速过低时，风振现象不明显，随着车速逐渐升高越来越强。而当风振现象到达一个峰值后，其幅值会随车速升高而降低，并在超过某一车速后明显减弱。而且其频率也并非一直不变，而是随着车速变化。

相比之下，前窗因为紧邻A柱和后视镜，加入侧风后面临的压力交错更为复杂，前窗开口处气流更为紊乱，气流湍化程度更高，形成尺度更大的涡，风振（比开后窗）会增加。

另外，天窗上的弹出式导流板，也能减弱“空气冲击”。但如今很多电动汽车，用巨大的玻璃天幕取代了天窗设计，智能空调和更好的空气过滤系统减少人们开天窗“透气”的需要。

于是，我有了一个不成熟的“金点子”：电动汽车不如提供新的OTA升级，就叫“高速通风模式”，在达到一定行驶速度下，一旦人为开窗，另一侧的车窗也自动降下一些，快速平衡车内外的气压，弱化效果如同“封闭腔”的车内部的共振。

都智能汽车了，别老啥事儿都喊“师傅，那个，能不能……”

参考文献：[1] https://www.gearpatrol.com/cars/why-lowered-car-window-makes-bad-noise/

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