旋转式压缩机消声器的声学特性分析

消声器是影响旋转式压缩机噪音的一个重要部件.怎么分析消声器的声学特性对降低压缩机噪声非常关键.用数值计算FEM方法分析了消声器的传声损失(TL).根据驻波管原理,建立了四传声器试验台来测量消声器的TL.数值计算和试验结果非常吻合.通过上述方法,某消声器在1 600Hz,2 000 Hz,3 000 Hz的消声性能显著提高,并使整机噪声降低了2 dB(A).     

基于传递函数的消声器传声损失测量技术研究

传统的消声器传声损失测量通常是在单末端边界条件下,将消声器上、下游侧作为2个独立声学系统,分别测量上游侧入射功率和下游侧透射功率,进而计算确定其传声损失,该方法未能完全考虑消声器下游侧末端反射波对上游侧的耦合效应,限制了传声损失的测量精度.因此,为了完整计及下游侧末端反射波对上游侧的耦合,提出了基于传递函数的4传声器位置、双末端边界条件传声损失测量方法.并给出了提高传递函数测量精度的传递函数修正算法.在此基础上,对典型扩张式消声器进行了传声损失测量分析,实验结果与理论分析具有良好一致性.     

基于传递函数的消声器传声损失测量研究

摘 要：传统的消声器传声损失测量通常是在单末端边界条件下,将消声器上、下游侧作为2个独立声学系统,分别测量上游侧入射功率和下游侧透射功率,进而计算确定其传声损失,该方法未能完全考虑消声器下游侧末端反射波对上游侧的耦合效应,限制了传声损失的测量精度。因此,为了完整计及下游侧末端反射波对上游侧的耦合,提出了基于传递函数的4传声器位置、双末端边界条件传声损失测量方法。并给出了提高传递函数测量精度的传递函数修正算法。在此基础上,以B&;K的声学材料测试系统为硬件平台,对典型扩张式消声器进行了传声损失测量分析,实验结果与理论分析结果具有良好的一致性。     

消声器中频声学性能数值预测与实验测量研究

采用有限元法计算内部声场,根据管道声学模态理论分解出模态声波,进而计算出消声器的传递损失。采用相同的原理,通过多传声器声波分解法对简单膨胀腔消声器进行实验测量,实验测量结果与数值预测结果吻合较好,并将消声器传递损失的数值预测和实验测量的有效频率范围拓展到平面波截止频率以上。     

考虑微穿孔管消声器结构参数的共振频率预估模型

引入微穿孔板声阻抗理论模型,通过微穿孔管消声器传声损失测试验证基于该模型的传声损失数值计算方法的正确性。利用数值方法计算微穿孔管消声器传声损失获得共振频率。单因素法分析穿孔段长度、穿孔率、穿孔直径和空气腔厚度等结构参数变化对共振频率影响发现,穿孔段长度及空气腔厚度对共振频率影响显著。利用均匀设计结合回归分析法所得共振频率预估模型,能直接反映微穿孔管消声器共振频率与结构参数之关系,对微穿孔管消声器优化设计具有指导意义。     

蜂窝空腔板的隔声性能分析

基于驻波管中三传声器测量传声损失的方法,建立了计算蜂窝空腔板传声损失的有限元分析模型。通过对比3D打印的蜂窝空腔板的驻波管实验的实测结果与有限元分析模型的数值结果,验证了该模型总体上是可靠的。利用有限元分析模型分析了蜂窝空腔板的传声特性,讨论了空腔单元的中心间距、空腔单元壁厚、板总厚度、损耗因子以及杨氏弹性模量对蜂窝空腔板传声特性的影响,指出空腔单元壁厚、板总厚度和杨氏弹性模量对其传声损失有较大的影响,为此类结构的工程设计与优化提供了参考。     

压缩机消声器消声特性的数值模拟及结构优化

通常平面波理论无法准确地预测复杂结构消声器内部的声场分布，为了提高复杂结构压缩机消声器的消声特性，对其进行了数值模拟。在基本假设的前提下，施加合理的进出口及壁面边界条件，利用ANSYS软件建立消声器内部声场的三维有限元模型，SYSNOISE软件计算消声器内部声场的声压分布以及传递损失：然后，研究了不同的结构参数（隔板位置、内插管位置、进口管位置）对消声器的传递损失的影响，根据分析结果和压缩机的噪声特点，优化了消声器的结构参数，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依据。     

往复式压缩机吸气消声器设计

分析某型号压缩机吸气消声器存在的不足,在测试压缩机吸气通道噪声源频谱的基础上提出消声器改进方案。该方案通过修改消声器内部结构来提高其在吸气噪声源峰值频率处的传声损失。采用声学有限元方法对改进前后消声器方案的传声损失进行仿真,仿真结果显示改进后的消声器在低频噪声源峰值频率处取得明显效果。最后,通过装机试验对新方案消声器的降噪效果进行验证,结果表明该型号压缩机低频噪声峰值明显降低,且总噪声幅值平均降低1.4 dB(A)。     

涡轮增压发动机进气消声器设计与声学性能数值分析

根据涡轮增压发动机进气噪声特性，设计两套进气消声器，建立进气消声器声学性能计算的有限元模型。使用贴附有吸声材料穿孔管声阻抗的修正公式和硅酸铝岩棉的声学特性参数，有限元法计算获得的消声器传递损失与实验测量结果吻合良好。最后分析组合结构对进气消声器声学性能的影响。     

多分支HQ管模型的传声损失分析

通过波动方程建立了多分支赫歇尔-昆克(Herschel-Quincke,HQ)管的传声损失模型,该模型可计算包含任意数量、不同管径和不同管长组合的HQ管模型。通过与前人的计算结果进行比较,验证了该方法的有效性。并通过数值计算,分析讨论了不同参数(如HQ管的长度和直径、HQ管分支数量)对多分支HQ管传声损失的影响。结果表明:在总横截面积相等的情况下,多分支HQ管吸声性能与单分支HQ管相同;改变管道的长度可以改变共振频率;比较频率平均传声损失,HQ管长度不统一的结构的声学特性优于长度统一的结构。     

多腔穿孔管消声器传递损失参数灵敏度分析

传递损失作为穿孔管消声器声学性能的评价指标,可以采用有限元法计算。文章提出数值联合仿真方法计算其传递损失,并与试验结果进行对比验证。进而采用该方法结合正交实验法研究多腔穿孔管消声器传递损失参数灵敏度。研究结果表明,数值联合仿真方法可以准确计算穿孔管消声器传递损失,比传统方法节省2/3的时间。在中频段,进出口管半径、扩张腔半径和第一腔结构参数对多腔穿孔管消声器传递损失影响明显。     

隔膜抽气泵用复合微穿孔管消声器优化设计

针对某隔膜抽气泵的排气噪声频谱特性,提出了一种高效宽频的串并联复合微穿孔管消声器。推导了复合微穿孔管消声器传递损失的数值计算模型,并基于此模型利用Isight软件集成Actran和Matlab软件,采用多种群遗传算法对复合微穿孔管消声器的平均传递损失进行优化,来扩宽消声频带提高消声性能。对优化的消声器进行试验测试,结果表明,采用优化后的串并联复合微穿孔管消声器,其隔膜抽气泵排气噪声在全频段内都有明显下降,总声压级下降10 dB（A）,在最关心的1 000～5 000 Hz频段内,消声量最高达到了22 dB（A）。试验研究证明,所提出的复合微穿孔管消声器及其优化设计程序为控制宽频带噪声提供了一种高效可行的方法。     

进气系统微穿孔管消声器设计与优化

针对某车型进气系统在高转速时的宽频带进气噪声问题,提出了一种多腔微穿孔管消声器结构。根据传递矩阵法,建立了有流条件下多腔微穿孔管消声器传递损失计算模型;针对研究车型进气口噪声的频谱特性,采用多种群遗传算法对多腔微穿孔管消声器的结构参数进行优化设计,通过阻抗管台架和实车测试验证了消声器消声效果。结果表明,优化的多腔微穿孔管消声器能够有效拓宽降噪频带,消声器传递损失预测结果与实验测试结果一致,验证了所提出的传递损失计算模型的准确性及优化算法的有效性;在实车进气系统中采用该微穿孔管消声器后,进气噪声在600~1800 Hz中高宽频段以及200~400 Hz低频段均有明显降低,证实了所提出的多腔微穿孔管消声器的实际宽频消声特性。     

复杂结构消声器消声特性的数值分析及结构优化

由于复杂结构消声器的内部声场比较复杂，平面波理论无法准确预测其分布，为了计算复杂结构消声器的消声特性，并进一步提高消声器的声学性能，在基本假设的前提下，合理处理进出口及壁面的边界条件。建立消声器内部声场的三维有限元模型，计算消声器的传递损失（TL）。然后，分析了不同的结构参数（隔板位置、内插管位置、进口管位置）对消声器的传递损失的影响，并优化了消声器的结构参数，有效地提高了消声器的消声性能，使得压缩机整机噪声降低了3．2dB，验证了该分析方法的可行性，为复杂结构消声器的设计提供了参考依据。     

声学与CFD分析用于小型挖掘机的噪声控制

针对某小型挖掘机辐射噪声较大的现状,应用频谱分析方法,识别主噪声源为发动机排气噪声。对原消声器进行了三维声场与流场分析,结果表明对100 Hz~160 Hz频段消声量明显不足。对三管迷路消声器进行了参数优化,分析了穿孔率、穿孔孔径、中间管管径及进气管插入深度等对传递损失的影响,穿孔率与穿孔孔径对传递损失影响不大,中间管管径越小、插入深度越大,中低频消声效果越好。实测结果表明,优化后消声器中低频消声量明显提高,与分析结果非常吻合,机外辐射噪声降低了3.1 d B(A)之多,且背压降低达86.1%。     

无纺布多孔消声进气管声学特性试验

提出一种用于降低发动机进气系统宽频噪声的无纺布多孔消声管,阐述两载荷法理论并设计两载荷法实验测量其传递损失,为保证实验的可靠性,探讨实验设计要点,其实验结果表明无纺布多孔消声进气管的传递损失频率范围较宽,同时,在整个频率范围内存在幅值波动。根据试验结果可以得出此消声管至少能衰减8 dB的噪声能量,对发动机进气系统声学性能设计提供应用支持。     

组合式穿孔管消声器声学仿真

运用声学有限元法,对三种组合结构的穿孔管消声器进行声学仿真计算,对比分析不同穿孔率对上述消声器声学性能的影响。并对某大型穿孔管消声器的整体声学性能进行仿真计算,结果表明其1000HZ以下中低频段的消声效果不佳,为后续改进工作提供某些依据。     

排气消声器的声学特性研究及其优化设计

为提高某发动机消声器的消声量,文章依据传递矩阵法对该消声器进行结构的优化改进,取得了令人满意的效果。文章依据推导得出的改进后的传递矩阵公式,对某发动机消声器及其改进模型进行建模,对其内部声学问题进行了理论研究和分析,分析结果表明：改进方案三的消声器结构可有效增加声波的反射,增大声能的损耗,使传递损失提高15dB,验证了改进后消声器消声性能的改善情况。     

矿用汽车抗性消声器性能及参数分析

针对不同类型的矿用汽车为消声器的预留空间不同，分别讨论长径比、扩张比、穿孔率、内插管长等参数对抗性消声器的选型影响。利用SIDLAB软件对各参数组合下的抗性消声器的传递损失和压力损失分别进行计算。研究表明：上述参数的变化对最大消声量、去除通过频率都有较大影响，穿孔管消声器能够达到理想的消声效果，当一端内插扩张腔长度的1/2，另一端内插1/4时，效果最佳。针对某290 t矿用汽车为消声器的预留空间的特点，通过压力损失和传递损失比较，为该矿用汽车设计了适宜的消声器。