排气消声器的声学性能研究

针对车辆的排气噪声进行分析。排气噪声是车辆发动机的主要噪声源,属于低频噪声,目前对排气噪声的分析很难形成精确的理论结果。本文以平面波理论和三维数值方法计算简单扩张腔式消声器在不同结构参数下的传递损失,利用三维建模软件Solidworks和专业声学软件Sysnoise分析简单扩张腔式消声器的声学性能,从而来评估消声器的降噪性能。结果表明,在一定范围内,扩张比在增大时,传递损失也会随着增加,但扩张比过大会产生再激励噪声,形成负面效果。扩张腔的长度对传递损失的影响不大,但决定了频率特性。插入管的插入长度在一定的频率范围内影响传递损失。     

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。     

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。     

排气消声器声学性能仿真分析

分别运用一维平面波法和三维有限元法对单腔扩张式消声器进行传递损失仿真分析,通过改变扩张腔长度以及扩张腔直径建立不同的消声器模型来分析扩张腔长度、扩张比对传递损失影响,结果表明,一维平面波法和有限元法具有很好的吻合性,同时用三维有限元法预测了复杂结构消声器的传递损失。     

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。     

内插管式消声器结构优化与试验研究

在大量试验的基础上，研究了二级扩张室式消声器中穿孔管结构的变化对消声器消声效果的影响，并优选出最佳结构的消声器，该消声器消声量大且功率损失小，能满足对内燃机日益严格的噪声要求。     

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。      

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。     

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。     

小孔喷注复合式消声器综合性能仿真与优化

借助Virtual Lab声学软件,利用有限元法和传递导纳计算小孔喷注复合式消声器消声性能,并分别计算其声腔扩张室的消声量,且进行对比分析。利用FLUENT计算出小孔喷注复合式消声器的压力损失,公式得出其阻力系数,并与传统常见消声器的阻力系数进行对比。Isight优化软件集成Pro/E、ICEM和FLUENT对小孔喷注的小孔直径参数解析,计算得出小孔直径对消声器压力损失的关系,选取压力损失最小的小孔直径完成优化。