多腔消声器消声性能数值计算与结构优化

运用声学有限元法对某型号喷雾喷粉机的排气消声器进行减噪优化,采用LMS Virtual.Lab声学仿真软件分析介质流动效应和排气温度对消声器传递损失的影响,研究排气管位置和消声器消声性能之间存在的规律,并通过增加腔室数来研究消声器传递损失的变化规律,由仿真分析可以得出,在低频段三腔消声器的消声性能较好。最后利用声学测试系统分别测试未安装消声器以及安装有原消声器和两种通过增加腔室数改进的消声器的喷雾喷粉机的噪声频谱,验证仿真分析的结论。     

复杂多腔消声器的数值分析与结构优化

对某型号喷雾喷粉机的复杂多腔排气消声器进行减噪优化,提出了增加穿孔板和增加共振腔两套改进方案。利用理论计算设计共振腔,并采用LMS Virtual.Lab声学仿真软件分析共振腔消声器的传递损失。最后利用声学测试系统分别测试了安装两种改进消声器的喷雾喷粉机的噪声频谱,验证了共振腔消声器仿真分析的结果,得出增加穿孔板能够提高复杂多腔消声器的高频消声性能的结论。     

基于GT-Power的汽车排气消声器优化设计

以某1.6 L自然吸气发动机为研究对象,将消声器的设计与GT-Power仿真软件相结合,对两种已有的消声器设计方案从插入损失、压力损失两个方面进行比较。结合两种方案消声器的消声特性,对消声器结构进行改进,并通过正交试验法对消声器结构参数进行优化,获得了最优参数组合。     

基于Fluent的草坪割草机消声器的优化设计

分析草坪割草机消声器速度场、湍流强度场、压力场和温度场对消声器内部强度及排气效果的影响,利用CFD前处理器软件Gambit建立物理模型并进行网格化处理;在给定边界条件下,采用Fluent软件对消声器进行内流场模拟计算分析。分析结果表明,消声器每个腔体的压力温度基本保持一致,压力温度的突变主要发生在气体过渡位置(主要是插管处)。并指出,在消声器设计中,应较平缓的减少压力损失,提高消声器的消声性能;消声器各腔体长度会影响其频谱移动,因此应合理的设计各腔体的长度。运用计算机软件对消声器内部气流场进行有效的模拟仿真,大大提高了消声器设计研究周期。     

扩张腔式内燃机消声器空气动力性模拟分析

为了研究消声器不同结构对空气动力特性的影响,采用流体力学分析软件FLUENT对汽车消声器内部气流状态进行了模拟与数值计算,分析了扩张比及入口流速对消声器内气体压力损失的影响,得到流速-压力损失关系曲线图。数值模拟分析表明,内插管插入深度及其相对位置对消声器压力损失有很大影响,证实了流场数值分析的有效性。研究对改进消声器的空气动力性有一定的指导作用。      

拖拉机分流气体对冲排气消声器压力损失的研究

对课题组前期提出的拖拉机分流气体对冲消声器进行了内流场的优化与改进,运用CFD软件Fluent对原消声器进行了流场计算。分析发现:隔板及对冲区域是压力损失比较大的地方,其原因在于结构设计不合理引起的速度梯度的急剧变化。在自行设计的消声器试验台上,对原消声器进行了不同速度入口条件下的压力损失试验与仿真对比,结果表明:通过CFD方法可以很好地模拟消声器的压力损失,且消声器的压力损失随入口速度的增大而增大;对原模型进行结构改进,通过增加导流环、加大弯头半径等方法,消除了容易产生速度梯度的负压区,改进后的消声器压力损失比改进前的压力损失减小了30%左右。     

并联内插管双室扩张式消声器的插入损失

利用等效线路切割法,把并联内插管双室扩张式消声器简化为等效并联线路,得出此消声结构元件的声场传递矩阵,并对该类消声器的插入损失进行Matlab模拟计算。实验表明,这种方法有较好的拟合度,在低中频段内基本能反映消声元件的消声趋势。     

基于COMSOL的汽车抗性消声器的仿真分析

以某汽车抗性消声器为对象,在COMSOL Multiphysics中建立其几何模型,划分网格、设置材料属性及边界条件,通过压力声学模块和计算流体动力学(CFD)模块对该模型分别进行声场频域分析和流场稳态分析。通过(声学)传输损失以及(CFD)压力损失来对该抗性消声器的性能进行评价,并分析了消声管形状、孔隙率的变化对传输及压力损失的影响。仿真得到了抗性消声器内的声压级分布云图、声强场流线图以及流场压力分布云图、湍流速度流线图,为后续设计汽车抗性消声器提供了参考。     

多腔共振式消声器的声学特性分析

多腔赫姆霍兹共振消声器的内部结构比较复杂,一维平面波理论无法准确预测其声学性能,利用三维声学软件分别对不同组合形式的多腔赫姆霍兹共振消声器进行数值仿真,分析不同组合结构对共振消声器传递损失的影响.结果表明:并联或串联形式共振消声器,可以消除多个频率处噪声值,或增加某个频率处的消声量,串并联组合结构有效地扩展共振消声器的消声频带,提高消声性能.     

复杂结构消声器消声特性仿真研究

通过建立消声器内部声场的三维数学模型,采用有限元法对复杂结构消声器传递损失进行了仿真计算,着重分析了不同的结构参数对消声器传递损失的影响,根据分析结果优化了消声器的结构,有效地提高了消声器的消声性能,为复杂结构消声器的设计提供了参考。     

排气消声器性能的数值模拟

用三维有限元法计算出消声器的四端子参数,利用所求得的四端子参数计算消声器的性能,克服了由高次波影响和一维理论计算公式在高频区计算不准确造成的缺陷。利用上述方法,分别对截面形状、端部形状和进出气管位置不同的多种扩张式消声器性能进行了数值模拟。结果表明,扩张室为圆形截面的消声器性能优于椭圆形和矩形截面消声器;扩张室端部形状不仅影响消声器传递损失的大小,还影响到传递损失的变化周期;当进出气管之一与扩张室轴线偏离一定距离时,可有效地提高消声器的消声频率,改善消声性能。     

汽车消声器多工况综合性能的评价方

定义了一种对消声器多工况下加权插入损失、背压系数、线性度系数进行综合量化的评价函数,以反映消声器在各个主要工况下的消声效果、空气动力性能以及声品质特征.以GT-Power软件为工具,计算了3种不同消声器的评价函数,并与实验结果进行对比.结果表明,该评价方法可以很好地反映消声器在多个工况下的综合性能,为消声器的匹配设计提供依据.     

直通穿孔管消声器与横流穿孔管消声器消声性能对比研究

采用三维声学软件Sysnoise对比分析直通穿孔消声器与横流穿孔消声器的传递损失。应用Mechel公式降低穿孔管消声器模型的复杂性,通过施加阻尼边界条件对穿孔管进行模拟。得出结论：穿孔率和穿孔半径相同时,横流穿孔管消声器的消声性能明显优于直通穿孔管消声器,但是横流穿孔消声器的阻力损失比较大。通过本研究可以为消声器的设计和选用提供依据。     

双排抗性消声器消声特性的研究

为探究双排结构对抗性消声器的影响,以HT01001-A内插偏置式消声器为研究对象,对其5种不同结构参数的双排消声器性能进行对比研究。在UG和Hypermesh建模软件基础上,利用ANSYS CFX平台对单双排消声器进行流场数值模拟分析,应用LMS Virtual.Lab声学软件得到了单双排消声器的传递损失曲线。结果表明:双排消声器压力损失的增长主要来源于进气弯管,压力损失的变化受扩张比影响较大,存在临界扩张比并遵循单排消声器中扩张比与压力损失的变化规律。与单排消声器相比,扩张比M变化时,5组双排消声器传递损失总量增幅分别是:M=12.25为1%;M=12.88为8%;M=13.5为20%;M=14.2为-12%;M=15为13.8%,且扩张比接近13.5时的双排消声器声学性能提升最为明显。     

农用柴油机排气消声器的设计研究

随着我国汽车工业的蓬勃兴起,发动机排气消声技术得到长足发展。为此,通过市场调研,利用CFD流体仿真软件FLUENT建立消声器实体模型,进行了数值模拟仿真分析,对潍拖R3105T3四冲程柴油机进行了性能测试试验,取得了较好的效果,为发动机排气消声技术的改进提供了借鉴。     

拖拉机排气消声器对冲结构的设计——基于气流反相对冲原理

拖拉机的排气噪声在整机噪声中占重要地位,而排气噪声中的主要成分是低频噪声,因而设计一种可以有效降低拖拉机低频噪声的新型消声器至关重要。为此,基于气流反相对冲原理,设计了可以实现拖拉机尾气对冲的消声结构,利用Fluent软件进行对冲结构中气流运动情况的分析,对其消声性能进行初步评估,并提出相应的改进措施,从而确定最优设计方案。结果显示:优化后的对冲消声器对拖拉机的低频段噪声的消声性能效果明显,而且排气背压相比传统的消声器要小,具有广泛的应用前景。     

某车型排气消声器优化改进

为提高某新开发车型匹配的消声器在低转速下的传声损失,对原消声器的传声损失进行试验和仿真分析,结果表明:该消声器低频消传声损失较低,进一步改进设计的目标应在60 Hz附近。在此基础上,对消声器增加低频谐振腔,并提高吸声材料的密度,计算结果表明:改进后,整个频段的传声损失基本都在20 d B以上,消声效果较好。     

内燃机排气消声器数值模拟研究进展

对消声器的研究一直侧重于声场和流场及消声机理的研究,且重点在探讨消声器内部声场和流场分布对消声器特性的影响,并建立二维和三维有限元及边界元设计模型,从不同角度研究消声器的性能。有限元适用于模拟消声器的内部流场和声场分析,而边界元法对求解消声器内部声场和外部辐射声场更有优势,一般都是通过分析消声器的插入损失来评价消声器的声学性能,通过分析阻力损失来评价消声器的空气动力性能。近年来随着计算机技术的发展,利用专业的三维声学软件对消声器的声学性能和空气动力性能进行模拟已成为消声器仿真的一个热点。     

基于遗传算法穿孔管消声器结构优化

利用传递矩阵法构建穿孔管消声器的传递损失计算模型,并据此建立优化目标函数,采用遗传优化算法对各结构参数进行优化计算,最终得到声学性能优良的消声器结构。     

离心泵用赫姆霍兹水消声器试验研究

为研究离心泵用赫姆霍兹水消声器的性能,基于传递函数法测量了不同连接管长度的赫姆霍兹水消声器声学特性,并与声学仿真计算结果进行对比和试验验证.试验中采用共振腔为单腔半圆柱形的赫姆霍兹水消声器,在消声器的前后分别安装2个水听器和1个压力脉动传感器,水听器用于测量消声器前后的动态声压信号,压力脉动传感器用于测量水消声器前后的静压,然后采用求平均的方法计算水消声器前后平均压力之差,得到水消声器在不同工况下的压力损失.连接管的原始长度为12 cm,然后改变连接管长度,使其安装长度分别为20,30,40和50cm.试验结果表明:赫姆霍兹水消声器的共振频率随连接管长度的增大而降低,传递损失呈现出先增大后减小的趋势,与声学仿真计算结果趋势一致;连接管长度对赫姆霍兹水消声器压力损失的影响不大,但与系统的运行工况有关,随流量的增大而增大.