基于声模态的抗性消声器的声学性能分析

利用声学有限元软件Sysnoise对进出口偏置的扩张式消声器进行了分析,并得到传递损失与声学模态.结果表明：通过消声器进口插入管的设置,能改变扩张腔内部的声学模态,从而达到改变传递损失曲线的目的;特种模态的激发和传递损失峰值的出现是相对应的.     

一种新型消声器的设计和试验研究

针对某型柴油机排气噪声频谱特性,设计了一种新型阻抗复合式排气消声器.采用流体计算软件Fluent对消声器的阻力损失进行了仿真计算,提出了减少阻力损失的方案,用声学软件SYSNOISE中的有限元法对传递损失进行了仿真计算,并对该消声器模拟样器在无气流状态下的声学性能进行了试验研究.理论与实验结果均表明,所设计的排气消声器在柴油机排气噪声需考虑的频带内,消声量可达25dB(A).     

结构声耦合对膨胀腔水消声器声学性能的影响

水消声器可以有效降低管路系统水噪声,为更加准确的预测水消声器传递损失,利用结构声耦合数值模型分析消声器内部声场,研究不同部位结构声耦合效应对充水膨胀腔消声器声学性能的影响规律.计算厚径比为1的充水膨胀腔消声器传递损失,并与刚性条件下的数值结果及理论结果进行比较,以验证方法的正确性;对比二维轴对称模型与整体计算模型的计算结果,验证基于二维轴对称模型分析的可行性.数值研究表明:本方法可以有效的预测水消声器传递损失;随着水消声器腔壁厚度的减小,弹性结构与流体的耦合程度增加,结构声耦合效应对水消声器的声学性能影响增加;周向腔壁的结构声耦合效应会造成膨胀腔消声器的传递损失曲线向低频方向移动;端部腔壁的结构声耦合效应会使消声器传递损失曲线出现反共振峰、共振峰,这与膨胀腔端板结构的固有模态相关;膨胀腔壁的结构声耦合作用使腔内声压在较低频段内出现三维高次波,增加消声量;管路结构声耦合效应对水消声器声学性能的影响不大.     

汽车排气净化消声器陶瓷蜂窝载体消声机理的研究

基于多孔吸声材料的理论及声学传递矩阵理论,分析了目前广泛应用于汽车排气净化消声器的陶瓷蜂窝载体的消声机理,给出了其声学传递矩阵,并分析了影响其声学性能的主要因素,对传声损失进行了模拟计算。     

矿用FBD轴流风机出口消声器设计与研究

矿用 FBD 轴流风机煤矿井下使用广泛，但因噪声较大，影响了使用效果。通过对某风量为 700m3/min 的轴流风机进行噪声测量，发现进出口频率特征呈宽频状，而风机出口整体噪声值高于进口噪声值，对整机噪声贡献最大。针对以上问题，设计了矩形槽阻性消声器与圆形槽阻性消声器，通过建立声学模型和流体模型，分析两者的声学特性，并对传递损失进行仿真计算，最终确定矩形槽消声器为设计方案。并对其内部插片进行结构优化，使得消声器最大压力从 1 067.84 Pa 降低到 300.00 Pa，最大湍动能从 100.00 m2s2 降低至 50.00 m2s2，在最大风量处压力损失从 740 Pa 降低到 78 Pa。经试验，测得安装消声器后最大降噪量为16 dB，最大噪声值为 81.1 dBA，低于规定噪声限值 85 dBA，达到整机噪声优化目标。     

Research on Sound Absorption Method of Perforated Tube with Shunt Hedge

分流对冲穿孔管吸声方法研究

张仁琪¹,朱从云¹,丁国芳¹,黄其柏²

（1.中原工学院 机电学院,郑州 450007;

2.华中科技大学 机械科学与工程学院,武汉 430074）

摘要：

消声器中排气气流速度是影响其整体性能的关键参数,随着发动机排气气流速度的逐渐增加,消声器内的再生噪声逐渐增加,导致消声器的吸声性能变差。为解决此问题,提出将排气气流进行分流与对冲来提高吸声性能的吸声方法。首先,通过使用锥形分流单元将气流进行分流,分流后的气流在穿孔管内腔发生对冲,从而降低气流流速提高吸声性能。通过对整体结构的消声子单元划分、传递矩阵的计算、传递损失自变量与因变量函数关系分析得到传递损失的影响因素与变化特性,并进行实验验证。实验结果表明：提出的分流对冲穿孔管吸声方法可在高速排气气流的情况下,始终维持稳定的传递损失,以入口气流流速从15m/s增加到45m/s为例,传递损失从26.5dB降低到24.5dB,降幅为0.075%,证明了提出的吸声方法具有良好且稳定的吸声效果。

关键词：再生噪声;分流与对冲;穿孔管;传递损失

     

涡轮增压器出口消声器的性能预测和评估

为了更加有效地预测和评估某涡轮增压器出口消声器的消声性能,首先采用三维CFD法计算该消声器在无流条件下的消声量,用实验测量结果验证CFD模型的可靠性.进一步用CFD法计算了消声器有平均流时的传递损失,以便直观地分析消声器的声学性能,发现随着平均流马赫数和温度的提高,传递损失高值区间向高频区域移动.在发动机台架上测量了增压器低转速工况下消声器的插入损失,对比CFD方法计算的传递损失,评估了消声器在此工况下的消声特性.最后用CFD方法预估了消声器在发动机实际工况下的消声性能.     

基于GT-Power的车用催化器消声特性研究

对一款车用催化器的消声特性进行了试验测试和仿真研究。利用白噪声测试法获得其传声损失,基于GT-Power软件实现了对其声学性能的仿真分析。试验结果表明催化器具有明显的消声频段和通过噪声,峰值消声量可达到20dB;与催化器孔隙率相等的单管催化器模型传声损失曲线形状与试验结果接近,但消声量偏低;催化器载体的孔隙率以及管径、管数对传声损失有重要影响;双床催化器较单床催化器传声损失有较大提高,两级催化器较单级催化器传声损失也有很大的提高,消声特性改善明显。     

直通穿孔管消声器声学性能计算及分析

一维解析法和三维子结构边界元法被用于预测直通穿孔管消声器的消声性能,单腔直通穿孔管消声器传递损失的预测结果与实验测量结果比较表明：一维解析法只适合于消声器的低频声学分析;对于高频声学性能的精确预测需要使用三维处理方法,进而边界元法被应用于研究穿孔率和几何参数对直通穿孔管消声器消声性能的影响,增加穿孔率能够拓宽消声器的有效消声频率范围,中心管部分穿孔时,消声器的传递损失在平面波域内呈现出拱形衰减和轴向共振的叠加,合理选择穿孔段长度和位置以匹配共振和通过频率能够获得理想的宽带消声效果,使用双级膨胀腔能够大大改善直通穿孔管消声器的中频消声性能。     

高速列车铝型材声振特性测试及等效建模

通过试验测试和仿真分析系统地研究高速列车地板铝型材的声振特性.使用混响室-混响室方法在声学实验室测试铝型材的频率隔声量;使用半功率带宽法、行波法测试铝型材的阻尼损耗因子;使用模态计数法获得铝型材的模态密度;使用声强扫描法测试铝型材的辐射声功率.基于混合有限元-统计能量分析(FE-SEA)方法建立地板铝型材的声振特性仿真预测模型,并与试验结果进行对比分析.基于统计能量分析(SEA)原理,提出在中高频范围使用单层板对铝型材的声振特性预测进行等效建模的方法.仿真结果表明,通过将地板铝型材的SEA参数赋值于单层板子系统,可以有效模拟其在中高频的声振特性.相关研究成果可为高速列车铝型材的声学性能优化以及复杂结构的声学等效建模方法的探索提供参考.     

Time-domain CFD computation and analysis of acoustic attenuation performance of water-filled silencers

The multi-dimensional time-domain computational fluid dynamics(CFD) approach is extended to calculate the acoustic attenuation performance of water-filled piping silencers. Transmission loss predictions from the time-domain CFD approach and the frequency-domain finite element method(FEM) agree well with each other for the dual expansion chamber silencer, straight-through and cross-flow perforated tube silencers without flow. Then, the time-domain CFD approach is used to investigate the effect of flow on the acoustic attenuation characteristics of perforated tube silencers. The numerical predictions demonstrate that the mean flow increases the transmission loss, especially at higher frequencies, and shifts the transmission loss curve to lower frequencies.     

考虑透射噪声的内燃机薄壁件声学预测方法

为了准确地预测内燃机薄壁件的声学性能,利用多体动力学方法获得某柴油机齿轮室罩的螺栓激励,通过有限元法计算得到该齿轮室罩的表面振动速度.结合声辐射效率计算该件的辐射声功率.通过研究该齿轮室罩装配状态下的隔声量后发现,在某几个频率下隔声量会迅速减小,透射量与混响声源的声压成正比且非线性关系.将实验测得的齿轮室罩声压作为边界条件,计算该齿轮室罩的透射噪声,将透射噪声和螺栓激励引起的表面辐射噪声耦合获得的总声功率更接近实际情况.     

Effects of Inlet/Outlet Ducts on Acoustic Attenuation Characteristics of Circular Expansion Chambers

Automobilemanufacturersarestrivingtoim provetheperformanceofinternalcombustionengine poweredvehicles,andtomeettherequirementsof morestrictnoiselegislationandcustomers’comfort.Theexhaustsystemhasasignificanteffectontheen gineperformance.Theexhaustmuffleriseffective methodofdecreasingexhaustnoise,whichisrequired tohaverelativelyhighacousticperformancewithre strictedspaces.Thereforeitisnecessarytooptimize theexhaustsystemforfurtherdevelopment.Theexpansionchamberiscommonwhichhas wideandrepeateddo…     

广州大剧院多功能剧场双层通风管道声学特性

基于对双层通风管的理论分析,利用空调系统在不同负载下运行而测得的室内噪声级,深入探讨内层为吸声材料的双层通风管道的消声性能对室内声环境的作用.实测结果表明:剧场的噪声级水平满足设计的声学要求.各测量位置的噪声级存在不显著的差异.随空调系统负载增加,室内噪声级的增幅较小.双层通风管道的使用能确保剧场拥有一个舒适的声环境.     

船用柴油机排气冷却消声器总体性能研究

排气冷却消声器是降低船用柴油机排气温度和排气噪声的有效装置.针对排气冷却消声器内部结构复杂,薄层环形通道多的特点,采用有限体积法计算并分析其内部流体流动和温度场,在此基础上使用有限元法计算并分析其声学特性.计算结果表明,消声器内部流场多处存在漩涡,在气流转折处设置导流环可以有效改善流体流动特性;消声器内部温度随气流的流向逐渐降低,消声器的冷却效果良好.由于温度的降低,声波在介质中的传播速度也随之降低,消声器的传递损失曲线向低频方向移动.     

进气系统编织管声学性能

通过建立编织管声学有限元模型,采用Johnson-Champoux-Allard模型描述编织管管壁特性,研究进气系统编织管的声学性能仿真方法.研究Johnson-Champoux-Allard模型中的5个特性参数对编织管声学性能的影响.流阻率的影响最显著,主要表现在低频范围;孔隙率、形状因子、黏性特征长度的影响主要表现在高频范围;热特征长度的影响较小.采用两负载法测量编织管的传递损失,结合仿真研究提取编织管管壁的5个特性参数,通过台架试验测量发动机实际工作状态下安装编织管的进气口噪声.结果表明,编织管在宽频范围内的降噪作用良好,能够有效地衰减高频气流噪声成分.     

Research on Measurement Method of Muffler Performance under High Temperature and High-Speed Airflow Conditions

Ignoring the influence of flow velocity and flow temperature on muffling performance, performance tests were conducted without airflow in the development phase of the muffler which accounts to the difficulty of obtaining a perfect match between the actual noise reduction effect and the design goal. Based on the two-load test theory, a set of high-temperature and high-speed airflow simulation measurement devices for the muffler has been built. In order to avoid the impact of high-temperature and high-speed airflow on the sensor, a high temperature resistant sensor holder has been designed for the test rig. The sound pressure has been measured in the pipe by using the lead-out measurement. In addition, a variable impedance load is placed at the end of the test tube to realize the switch between two different impedance loads by the wave handle of the variable impedance load. A sound source correction method is proposed to decrease the random fluctuation of the spectral characteristics of the output noise signal, which is caused by the acoustic impedance variation at the connection between the transition pipeline and the combined sound source system. Finally, an acoustic software has been used to calculate the transmission loss of the muffler in the presence of high temperature airflow. In comparing the experimental measurements and the simulation results, the small difference shows that: the bench not only can effectively simulate high-temperature and flow velocity environment of the engine but also accurately test the transmission loss of the muffler.