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。     

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。      

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.     

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。     

基于计算机仿真技术的旋风除尘器流场模拟

采用CFD模拟软件Fluent 6.2提供雷诺应力模型(RSM),对焚化炉用旋风除尘器内部流场进行三维稳态数值模拟;计算并分析了除尘器内部压力场与速度场分布特点,并与实验数据相比较,模拟结果与实验数据基本吻合.数值模拟结果表明:随入口速度提高,旋风除尘器分离效率和压力损失同样增大;在除尘器内部,存在短路流以及返混夹带等影响除尘器性能的流动现象.通过对影响除尘器性能的内部流动进行分析,为进一步优化结构提供参考依据.     

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。     

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。     

集成式SCR催化转化消声器的数值模拟和试验研究

通过数值模拟和试验对比研究了某款集成式SCR催化转化消声器采用不同穿孔管位置布置形式对SCR催化转化消声器的压力损失、速度场分布及其NOx转化效率的影响。结果表明:穿孔管孔部分朝向SCR载体的穿孔管造成的压力损失比较小,且SCR前端面速度场分布也更加均匀;穿孔管不同位置布置对SCR的NOx转化效率有明显影响,在某些工况下,差异在10%以上。     

汽车消声器设计方法与评价指标分析

目前消声器的设计方法仍然基于近似理论、经验和试验相结合。消声器传统设计方法的弊端阻碍了其性能的进一步提高，而先进的计算机辅助设计（CAE）能避免传统消声器设计的不足。以某型号消声器开发为例，运用GT-Power工具，建立消声器的传声损失、插入损失、压力损失模型，综合消声器性能主要评价指标，研究了消声器CAE分析评价方法。试制分析方案并进行测试，CAE分析结果与试验测试结果接近。     

温室滴灌系统支管水力性能影响因素试验研究

通过室内试验研究分析了入口压力、支管长度、毛管间距3个因素对滴灌系统中支管水头损失及沿程压力分布的影响。结果表明:支管上的水头损失随着支管长度和入口压力的增大而增大,随毛管间距的增大而减小,但入口压力增大也同时使得支管沿线压力分布更为均匀。毛管间距0.6、0.9和1.2m条件下,满足水力偏差要求的支管最大铺设长度分别为20、40和60m。支管沿程压力分布曲线服从三次多项式关系,R2均在0.99以上。对支管上水头损失的构成进行了分析,表明局部与沿程水头损失之比fc随支管长度的增加、毛管间距的减小而增加,部分工况下fc会超过1;fc随首部压力的变化较为复杂,与具体的管网铺设s条件相关。多孔系数与来流条件有关,利用克里斯钦森公式计算出的多孔系数比实际值略微偏大,入口雷诺数从22 707增加至50 846时,克里斯钦森公式计算值与实测值之比从1.107降至1.068,表明入口雷诺数越大,克里斯钦森公式的计算精度越高。     

摇臂式喷头内流道流场数值模拟

用Pro/E软件建立喷头内流道的三维实体模型,选择RNGk-ε模型在CFD软件Fluent中模拟了雨鸟30PSH型摇臂式喷头在10种入口压力和4种主喷嘴直径组合下的内流道流场,分析了喷头主副喷嘴的流量、人口压力与出口平均速度等参数的关系.研究结果表明:主喷嘴直径增大时,副喷嘴流量几乎不变;主、副喷嘴的流量分配比例由主喷嘴直径决定,与入口压力无关.入口压力增大,主喷嘴出口平均速度增大,但副喷嘴出口平均速度不变.喷头主、副喷嘴的平均湍动能随人口压力增大而增大,不受主喷嘴直径变化的影响.主喷嘴出口静压力、湍动能和速度的标准差、副喷嘴出口静压力标准差与入口压力近似成正比;而副喷嘴出口湍动能和速度的标准差随主喷嘴直径或入口压力增大产生较大的无规律变化.喷头内流道流场的可视化结果显示喷头副喷嘴与弯管连接处静压力较大,接近喷头入口静压力.     

发动机催化转化器结构优化及CFD模拟

为提高发动机催化转化器内部流体的流动均匀性,同时减小其压力损失,通过改进传统催化转化器的入口管和扩张管结构,并在扩张管内加装优化设计的新型导流装置,设计一种新型催化转化器结构。通过利用CFD软件分别对传统和新型催化转化器进行二维建模和流场对比分析,讨论新型扩张管和导流装置以及载体孔密度对催化转化器内部速度和压力分布的影响,并验证优化后的催化转化器结构的可行性和优越性。结果表明:相比传统催化转化器,优化后的新型催化转化器的载体前端具有较高的流动均匀性和较低的压力损失。在不同入口速度和载体孔密度条件下,新型催化转化器载体入口端部的流动均匀性系数分别均在0.94和0.95以上,同比分别高于传统催化转化器约5.2%～10.9%和4.9%～8.8%,且其平均压力损失同比分别下降约5.2%～7.4%和5.2%～6.9%,可见新型催化转化器能有效提高载体的利用率和使用寿命。     

轻小型喷灌机组的运行速率与压力水头损失

为研究轻小型喷灌机组低压喷灌条件下运行速率的合理取值以及工作压力与喷灌机组压力水头损失的关系,以轻小型喷灌机组为研究对象,经过室内喷灌试验,研究了一定工作压力和流量条件下机组的运行速率、灌水定额之间的关系,并对机组的局部水头损失和沿程水头损失进行了分析.结果表明:灌水定额与轻小型喷灌机组的运行速率、工作压力有一定的关系,通过确定灌水定额,能够调制出相应的运行速率.轻小型喷灌机组卷盘车处入口压力增大,喷水车单喷头处的压力也随之增大,但是入口压力增大到一定程度后,单喷头压力的提高幅度减小,因此在机组正常工作范围内,可以通过适当降低机组的入口压力,以减少机组的压力水头损失,节省能耗,降低机组的运行成本.轻小型喷灌机组在中国有广泛的发展前景,该项研究对于中国轻小型喷灌机组的性能改良具有重要意义,为轻小型喷灌机组的发展提供参考依据.     

燃料电池去离子器的仿真分析及优化设计

为了改善去离子器内速度分布,减小其压力损失,保证整个系统工作,本文对去离子器进行结构化网格划分,利用计算ANSYS Workbench对其压力场进行分析,结果分析为压力损失受入口锥角的增大而增大,在保证去离子器其他结构相同的情况下,局部压损增大导致去离子器整体压损增大。     

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。     

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。     

汽车排气消声器传声损失研究综述

排气消声器是提高汽车声学性能的关键部件,采用合理有效的方法准确获取其传声损失,是对其进行结构设计、性能分析及优化改进的重要依据.本文综述了传递矩阵法、有限元法、边界元法三种典型的消声器传声损失仿真计算方法的发展及应用,对比分析了各方法的优缺点,概括了消声器传声损失试验测量方法的研究现状,并基于消声器的实际工况特点,指明了考虑气流及温度因素应是消声器进一步深入研究的方向,对消声器的研究工作具有一定的指导意义.     

叶轮外径对混流泵作透平性能的影响

为了研究混流泵作透平工况下,叶轮外径对性能的影响,以混流泵为模型,通过试验验证了CFD方法的有效性.基于BladeGen设计了160,170,180 mm这3种叶轮外径的混流泵水力模型, 并通过数值分析研究了3种叶轮外径下,混流泵作透平工况下的外特性,水力损失分布及内部流场分布.结果表明:随着叶轮外径的不断增大,混流泵作透平的高效点逐渐向大流量区域移动,高效点的扬程、轴功率及效率都随之增加;大流量区域内,扬程迅速降低,轴功率下降变缓,效率有所上升;总水力损失与叶轮部分的水力损失显著减少;蜗壳部分的水力损失变化不明显;叶轮入口处的旋涡区域逐渐减小,蜗壳出口与叶轮入口之间存在的间隙流体逐渐减小,从而引起该部分水力损失逐渐减小;压力分布更加均匀.     

多级旋涡泵内部流动特性与压力脉动的数值分析

为了揭示旋涡泵内部流场结构和非定常压力脉动特性,研制具有开式叶轮和闭式流道结构的多级旋涡泵,基于RNG k-ω湍流模型、SIMPLEC算法与块结构化网格,对旋涡泵内部流场进行数值模拟和试验验证.通过外特性数值预测验证了该旋涡泵能够满足设计参数的要求.基于CFD数值模拟技术,对旋涡泵内部流场进行数值模拟.结果表明:随着流量逐渐增大,旋涡泵扬程呈现陡降的趋势,同时叶轮叶片的做功能力变差,叶片对液体的增压能力逐渐降低.在叶轮吸入口和压出口两侧的叶片流道内部,其速度分布和湍动能分布变化梯度较大,其它叶片流道内部速度分布和湍动能分布较为相似.叶轮流道内部叶顶区域中间流道内存在1个低速区,随着流量的逐渐增大,低速区越来越小.叶轮流道内部叶根区域中间流道内存在1个速度梯度密集区,该区域湍动能较大,即叶片流道的叶根区域存在较大的损失耗散区,随着流量的逐渐增大,该损失耗散区越来越小.分析旋涡泵各特征位置的压力脉动特性发现,在叶轮叶片不同监测位置和闭式流道不同监测位置,压力脉动频率特性较为明显,即此处会诱发较为明显的水力振动和噪声.结果揭示了旋涡泵内部流场和性能的影响机理,为旋涡泵的设计提供了理论依据.     

滴灌管水头损失影响因素试验研究

滴灌管的水力性能直接影响到灌水均匀度,是滴灌系统设计和运行过程中的重要指标。通过室内测压试验,研究了滴灌管管长、滴头间距、首部压力以及滴头接入等因素对滴灌管局部水头损失系数和沿程压力分布的影响。结果表明,滴灌管总水头损失随管长的增大、滴头间距的减小而增大,首部压力增大在使得损失增大的同时也使得管路沿线压力分布更为均匀。通过分析每种工况下的水头损失构成,得出局部损失系数ζ在0.137~0.767之间变化,表明有些情况下局部损失在总损失中占有不可忽略的比重。局部损失系数随入口雷诺数的变化不明显,但与滴头间距s和滴头所在位置处过水断面的收缩比ε呈明显的负相关关系,通过回归得到了以ε和s表示的ζ的经验公式,决定系数R2为0.915,并结合经验能坡曲线给出了确定滴灌管沿程任意位置压力大小的方法,计算与试验实测结果拟合效果较好。