变截面管道消声特性的边界元方法研究

针对管道消声器的消声特性,采用边界元方法研究了变截面管道对消声器消声特性的影响.分析了不同形式的膨胀室和最大扩张截面位置对管道消声特性的影响规律.计算结果显示:直线和圆弧模型的膨胀室消声器在850~1 000 Hz范围内的消声特性优于矩形膨胀腔,而膨胀室截面最大扩张位置对传递损失的影响是关于扩张段中心相对称的;当最大扩张截面位于消声器两端时,传递损失在频率大于1 100 Hz时变化不大.研究可为消声器的设计提供一定的参考.     

具有平均流管道消声器声学特性的三维边界元方法研究

针对具有平均流管道消声器的声学特性,采用边界元方法对一具有低马赫数流动的三维膨胀消声管道进行了数值模拟。为了求解方便,在计算中应用普朗特-格劳尔特变换将具有平均流的声传播方程化简为Helmholtz方程的形式。通过与其他文献的计算结果对比,发现该处理方式是有效的,且马赫数对低频范围内的传递损失特性影响甚微。当频率增加,随着流动马赫数的变大,消声管道的传递损失曲线向低频方向偏移,最大传递损失的变化程度与频率相关。此外,还进一步分析了膨胀腔内的高次波与声波频率和传递损失之间的关系。该计算结果可为管道消声器的降噪设计提供一定的理论依据。     

抗性消声结构声腔模态对其消声特性的影响研究

为分析抗性消声结构声腔模态对消声器消声性能的影响,以典型3种抗性消声结构为对象,基于有限元法计算了其传声损失及扩张腔室的声模态,分析了扩张腔室声模态和进出口管位置对传声损失的影响规律。研究结果表明:扩张腔室的声模态和进出口管布置对抗性消声结构传声损失的影响非常显著。只有在极低的低频范围内,抗性消声结构的传声损失与基于一维平面波理论模型的传声损失结果才相吻合,进出口管布置位置对传声损失的影响才较小。消声器的进出口管布置位置对腔室的高阶声模态抑制和激发有重要影响,将进出口管布置在扩张腔室声模态节点区域能显著改善消声器中高频消声性能。对某汽车消声器进行改进设计,改进后平均传声损失提高了15.8dB。     

插入管消声器传声损失数值计算方法对比及参数分析

通过对比消声器传声损失的3种计算方法,发现基于三维数值计算的三点法是消声器性能预测的简便方法.在消声器扩张室直径和长度不变的情况下,分别采用三维有限元法和边界元法,对插入管长度变化的扩张式消声器声学特性进行了计算和分析.结果表明:有限元法和边界元法的计算结果都和试验值吻合良好,采用有限元法能节省大量计算时间,不过处理复杂结构消声器的有限元网格模型需要的劳动强度和时间要大些.消声器消声域的数量随插入管长度的增大而增多,而消声峰值频率降低,为消声器的设计优化提供了依据.     

单腔扩张式消声器传声特性的有限元分析

对单腔扩张式消声器传声特性进行了有限元分析,与一维平面波法的分析结果进行了比较,结果表明,无论是频率成分还是消声器,二维有限元分析结果较一维平面波分析的精度有了进一步提高,另外从二维有限肖声器内声压场分布和粘滞性气体声压起伏能量耗散的角度,讨论了声压场对系统消声特性的影响。     

基于SYSNOISE软件的穿孔管消声器声学性能分析

为减小穿孔管消声器模型的复杂性,通过在SYSNOISE软件中定义阻尼传递矩阵对穿孔管进行模拟,仿真结果与Sullivan和Crocker预测和试验测量结果吻合良好,验证了方法的可行性与正确性。通过对不同穿孔率和不同尺寸的穿孔管消声器的消声特性的比较,得出结论:穿孔管消声器的消声特性在k₀l值较小时与共振腔消声器的消声特性类似,在k₀l值较大时与扩张室消声器的消声特性类似。     

结构参数对抗性消声器消声性能的影响分析

通过对不同的模型仿真研究,分析消声器的扩张比、内插管长度、共鸣腔、扩张腔的个数等因素对消声器传递损失的影响.经COMSOL仿真分析表明,结构参数对消声器消声性能的影响明显.优化消声器的结构参数可以有效增加消声器的传递损失,为消声器的改进与设计提供有效参考.     

柴油机消声器基本消声单元消声特性研究

基于GT-Power软件对柴油机排气消声器的扩张腔、穿孔管、穿孔板等基本消声单元的消声特性进行了仿真研究。讨论了扩张腔的进、出口插入管、穿孔管的孔径、穿孔区域在腔体的位置以及穿孔板在消声器腔体中的位置对消声器传递损失的影响。研究结论对柴油机消声器的合理设计具有重要的参考意义。     

内燃机排气消声元件声学传递特性研究

本文探讨了声波在消声管道中的传播特性,建立了内燃机排气消声器常用消声元件的声场传递矩阵,并通过几种消声器在两种内燃机上的插入损失试验结果,验证了理论计算的正确性。     

汽轮机高压缸进汽蜗壳的数值研究

文章采用商用计算流体动力学软件CFX,针对某高压缸进汽蜗壳进行了详细的数值研究,并对影响切向进汽蜗壳气动特性的因素进行了研究,结果表明：切向进汽方式具有优越的气动特性,其进汽蜗壳截面的收缩比、截面形状以及进口管横向间距均对切向进汽室气动特性影响较大。湍动能和总压损失系数随截面收缩比的增加逐渐减小并趋于平缓。截面形状和进口管横向间距对切向进汽室总压损失系数影响较小,但对出口处湍动能影响较大。     

CPCD5型内燃叉车排气消声器的设计与研究

本文叙述了根据CPCD5型内燃叉车降噪需要,经济合理地确定其排气消声器目标消声量之方法。结合叉车配用的X4105CQ 型柴油机排气噪声所需消声量频率特性,设计了新型消声器并经发动机台架稳态工况试验,取得显著的降噪效果。文中还给出估算多级扩张式消声器传递损失及对给定排气噪声所具消声量的实用公式。     

重型燃气轮机进气系统性能研究

针对某款重型燃气轮机进气系统辐射噪声超标问题,采用声学有限元法和计算流体力学方法对系统部件进行声学和流场计算,得出插入损失和压力损失,并与进气系统指标要求进行比较发现,进气系统噪声指标与限值余量较小,且压力损失远低于限值。在分析的基础上,选取片式消声器为研究对象,研究不同结构参数和形式对进气系统声学性能和空气动力学性能的影响。结果表明：片式消声器的厚度和数量对进气系统性能有明显的影响,当增加片式消声器厚度和数量时,压力损失略有增加,插入损失增大,进气口声压级减小;通过添加侧支共振器,进气口总声压级降低了3.1 dB(A),可以有效增大进气系统低频插入损失。     

穿孔引气管声学特性矩形脉冲法模拟及试验

基于计算流体动力学(CFD)的矩形脉冲法计算消声结构的声学特性。首先,计算单腔穿孔结构的静态传递损失(TL),并研究各结构参数对声学特性的影响规律;之后,采用矩形脉冲法计算无流条件穿孔引气管的传递损失,并与有限元法计算结果相对比,验证其正确性;然后,研究平均流对穿孔引气管传递损失的影响,发现逆向气流使TL峰值略往低频移动,而在幅值上无明显的变化规律;最后,安装穿孔引气管进行整车道路试验。结果表明:无论加速、急加-减速工况下,优化后进气管口噪声均得到明显的衰减;尤其在500~1 600Hz 1/3倍频程带内,"泄气声"成分声压级值降低达18dB(A)左右,总值降低达10.3dB(A)以上,特定频率处消声效果显著。     

直喷式柴油机燃烧压力高频振荡与燃烧噪声的关系

应用声响应法和Sysnoise声学软件进行模态实验和模态分析,研究燃烧噪声高频激励机理．通过有限元方法计算燃烧室空腔在点声源激励下的声压响应,确定了燃烧室空腔在激励力作用下产生较强烈的压力振荡的频率．通过测量发动机缸内压力和噪声,研究燃烧压力高频振荡频率和幅值与时间窗获取的燃烧噪声的关系．燃烧压力高频振荡频率与燃烧噪声高频成分具有很好的对应关系,较高的振荡幅值对应的燃烧噪声值较高．研究结果表明,燃烧压力振荡频率和幅值是影响燃烧噪声高频成分的主要因素．     

基于数值耦合方法的缸体内噪声的透射分析

分析了声波在缸体内部传播时,受缸体壁的作用,在缸体内多次反射和互相干扰产生复杂声场的传递损失。先通过理论计算和有限元边界元耦合两种方法计算了理想状态下声波入射到中间介质时的透射传递损失,两种运算结果一致,从而证明了数值方法的正确性。进而对缸体内部复杂声场进行了分析,缸体内部施加单极子声源作为初始激励,建立有限元结构模型进行振动模态分析,以确定结构的振动特性,再与边界元模型耦合,连接处结构的振动响应传递给流体模型,作为流体模型的激励,计算缸体透射声波的传递损失。应用实例说明了该方法对复杂声场的分析易于实施,具有更广泛的工程适用性。     

分流气体对冲消声结构的消声性能与压力损失

从排气气流角度出发,利用发动机排气气流自身分流并发生对冲的思路,设计了一种新型消声结构——分流气体对冲消声结构.排气气流分流对冲可有效降低消声器内排气气流速度,减少消声器内湍流噪声的产生,在兼具消声性能的前提下,有效降低了消声器的排气背压,提升了发动机的输出功率.从传统消声结构和分流气体对冲消声结构的数值模拟和试验验证对比结果可见,二者在低频段消声性能相近,但分流气体对冲消声结构在高频段的消声性能优于传统消声结构,且分流气体对冲消声结构在不同入口气流速度下,压力损失比传统消声结构降低均在20%以上.该分流对冲结构还可与传统消声单元耦合,有助于进一步提升消声器的综合性能.     

混合室结构对气泡雾化喷嘴喷雾特性的影响

利用激光颗粒动态分析仪对一种内旋流式气泡雾化喷嘴进行了实验测试与分析,探讨了混合室结构对喷嘴流量特性、颗粒平均直径分布特性、液雾平均速度分布特性的影响规律。气泡雾化喷嘴的流量特性主要受工作压力和喷口孔径影响,混合式结构对流量特性没有影响;但混合式结构对液雾颗粒平均直径分布和平均速度分布的影响十分显著,适当提高混合室长径比有助于减小液滴颗粒质量平均直径D10和索泰尔平均直径D32,同时可使液雾颗粒平均直径和平均速度的径向分布更加均匀;相对于渐缩型混合室,突缩型混合室可在一定程度上改善雾化效果,颗粒平均直径D10和D32径向分布均匀性更好,但喷雾主流平均速度略有降低。在喷嘴出口下游40~100mm时,液雾主流区域内的轴向平均速度未发生明显的速度衰减。     

大型水平轴风力机噪声的测量

阐述了风力机噪声的传播、衰减和针对噪声的评估准则,以及风力机噪声的测量原理。针对风力机噪声测量测点布置进行了优化,给出了风力机噪声的测量实验方案和装置,并且采用自由声场法对风力机噪声进行了测量,得出了风力机噪声和周围环境噪声之间的合成声压级。     

内燃机排气消声器多物理场分析及改进设计

对某微型客车排气消声器进行了流场、温度场和声场分析,发现了原消声器设计中存在的低频消声量不足和气流再生噪声偏大的问题,并进行了改进设计.适当增加消声器容积并设计一个共振腔以提高低频消声量;合理布置消声器内部结构以降低气流流速,同时在消声器出口加强了吸声措施.对改进后的消声器进行了插入损失试验评价,各个转速下的插入损失都达到20 dB以上,比原消声器有很大提高;车外加速噪声也降低了3.1 dB.