新型组合式抗性消声器性能分析

为探究一种新型组合式抗性消声器的阻力损失特性及消声特性,对其主要结构进行差异化设计及性能分析对比。首先确定新型组合式抗性消声器主要组成结构,接着对其中过渡管、对冲孔、内插管结构进行差异化设计,给出8 种不同的消声器结构方案,利用FLUENT及COMSOL仿真软件分别对1 至8 号消声器内部流场及消声特性进行仿真求解,并进行对比分析其压力损失特性及消声特性,最后选定2 号消声器方案并制成样机,进行试验验证。结果表明新型组合式抗性消声器有无插入管结构对其性能影响最大,有插入管结构在压力损失及消声性能上都比无插入管结构优异,过渡管结构及对冲孔结构的差异在于压力损失,其影响较小,而锥形过渡管在消声性能上会在680 Hz出现较好的二次消声峰值,新型组合式抗性消声器具有良好的压力损失及宽频的消声性能。     

内部结构对充水膨胀腔消声器声学性能的影响

结构声耦合效应对充水消声器的声学性能具有重要的影响,利用频域有限元法,结合二维轴对称结构声耦合数值模型分析消声器内部声场,研究消声器内部插入管和环形挡板对膨胀腔水消声器声学特性的影响。数值研究表明：结构声耦合效应会使传递损失的通过频率和峰值频率向低频移动,并压缩消声频段;插入管的结构声耦合效应导致传递损失曲线出现明显峰值,这与插入管的固有模态有关,增加插入管长度时,其一阶固有频率降低,峰值消声频率向低频移动,这有利于低频噪声的衰减;对比双级膨胀腔消声器,挡板会提高低频消声量,挡板厚度会对低频消声量产生明显的影响,但挡板的位置对低频消声量影响不大。     

一种进气消声器设计及其在拖拉机中的应用

某型号拖拉机的发动机进气系统噪声过大,严重影响驾驶员身心健康,需对其进行降噪设计。首先,基于试验测试,分析进气噪声特征。其次,基于直通穿孔管消声理论,将直通穿孔管结构看做一种共振消声单元,提出并设计一种针对宽频带噪声的多腔共振型消声器结构。同时,采用声学有限元软件Virtual.Lab对该消声器声学性能进行仿真研究。最后,将该消声器加装在实车上进行试验验证。结果表明,数值模拟结果与试验结果能较好吻合,所设计的消声器能明显降低发动机进气噪声,消声量达到15 d B(A),优于国标要求。     

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。     

空调抗性消声器解析模型建立与关键参数修正

为提高空调抗性消声器解析设计选型的准确性,分别建立扩张室消声器、插入管消声器及连体消声器的解析模型,通过解析模型研究消声器结构参数对消声性能的影响,并利用声学分析软件对关键结构参数进行修正,确定修正方法。修正后消声频响曲线与仿真计算基本重合,修正后的消声频率误差控制在±2%以内,表明修正后的解析模型具有较高的准确度。     

同轴抗性消声器声学和阻力特性的数值计算与分析

使用三维数值方法计算同轴膨胀腔消声器和直通穿孔管消声器的声传递损失和流动阻力损失，详细研究了进出口管插入膨胀腔内部长度以及进出口的结构形状对消声器传递损失和阻力损失的影响。采用锥形和指数形进出口管、进出口导流环以及穿孔管均能有效地降低流动阻力损失，而对消声器的低频消声性能影响较小，但对中高频消声性能影响很大。     

排气消声器声学性能有限元分析研究（修改稿）

消声器是最常用的用于控制车辆噪声的消声装置,由于消声器结构一般较为复杂,很难再用纯粹的理论方法算出正确的结果。本文利用声学软件SYSNOISE计算消声器的传递损失,并研究了扩张比、插入管深度等因素对消声效果影响,为消声器的设计、优化提供了理论依据。     

燃气轮机进气系统性能仿真分析

进气系统噪声是燃气轮机主要噪声源之一。应用计算流体动力学和声学有限元法分别对燃气轮机进气空气滤清器和进气消声器的流动阻力和消声特性进行计算和分析。研究不同结构参数对进气系统空气动力性能和消声性能的影响,用于指导燃气轮机进气系统的优化设计。     

部分穿孔管消声器声学性能有限元分析

穿孔管消声器因具有良好的声学性能和较低的压力损失而被运用于消除内燃机排气噪声。通过运用有限元法研究部分穿孔消声器穿孔率、插入长度、周向和轴向穿孔分布、扩张腔直径等设计参数对消声器消声性能的影响。得到如下结论:穿孔率增大、插入长度变短会引起低频共振峰向高频方向偏移;穿孔率增大、扩张腔直径减小都会引起有效消声频率范围的拓宽;穿孔的轴向、周向分布对消声器消声性能没有影响。     

多共振消声器串联系统声学特性分析及应用

针对内燃机进气系统需良好的低频消声效果而可用空间有限的问题,研究多个消声器串联后的声学特性。基于共振消声器集中参数模型,推导消声器串联后系统主消声频率公式并验证。结果表明,双共振消声器串联系统有两主消声频率,即小于、大于下端消声器的偏频;增加体积比时较小的接近偏频,较大的远离偏频;长度比等于1、面积比小于等于1时串联系统所需体积小。串联系统消声器结构参数均相同时主消声频率个数与消声器个数相同。基于此,对某商用车进气系统进行降噪设计,使200 Hz以内的传声损失整体提高约5 dB。     

装载机消声器的消声性能的仿真计算与分析

采用三维声学有限元法研究消声器的进出气口轴向角度对消声器声学性能的影响规律。结果表明,在中低频段,轴向角度对消声器传递损失影响很大,当轴向角度为60度时,对传递损失的影响最为显著;改进后的消声器改善了原消声器的消声性能。由于消声器进出气口轴向角度对消声性能的影响,这为消声器的设计提供了借鉴。     

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。     

计及气流影响的小长径比插入管消声器声学特性的实验研究

在管内平均气流流速10 m/s~100 m/s范围内,对长径比L/D=0.6的插入管型抗性消声器内部和外部声学特性进行了实验研究。探讨了气流流速大小和消声器结构参数的变化对插入管消声器声学特性的影响,并结合腔内气流涡模态和尾管声学模态对小长径比插入管消声器的声学特性机理进行了分析。实验及理论分析表明,气流流速对消声器内外声学特性均有明显的影响。与消声器静态特性不同的是,在有气流情况下必须计及腔体内上游插入管气流喷射引发的涡模态。计及气流影响的小长径比插入管消声器声学特性与消声器腔内气流再生噪声的涡模态和消声器尾管的声学模态关系密切,而与消声器空腔本体声学模态无关。     

《货车怠速空压机进气噪声控制研究》

多种噪声源识别手段表明某载货汽车怠速异响噪声源为空压机进气噪声,对此,在空压机进气管上设计了扩张式消声器和干涉式消声器。包含进气消声器、空压机进气管、发动机进气管和空滤器的进气系统声学有限元分析结果表明,设计消声器的传声损失显著。在此基础上,对扩张式消声器和干涉式消声器试制了样件并进行了实车降噪效果验证。结果表明,设计消声器均能有效地降噪且干涉式消声器效果优于扩张式消声器。由于设计的干涉式消声器结构上的不足和空压机与发动机共用进气系统的特点,对干涉式消声器进行了工程化改进设计。工程化的干涉式消声器的声学有限元传声损失和实车降噪效果依然显著。干涉式消声器工程化设计虽然消声效果比干涉式消声器效果略差,但避免了其管路长易憋气的缺点。最后,对干涉式消声器工程化设计进行了储气筒升压测试,虽然升压时间略增加,但远优于国标要求。     

《扩张室式消声器声学特性的有限元分析》

应用有限元法分析进出口管同轴扩张室式消声器的声学性能,计算其传递损失并与一维平面波理论计算对比,分析一维平面波理论的适用范围。通过分析出口管偏置消声器,双出口管消声器和两腔消声器的声学性能表明：出口管位置和数量影响消声器中高频消声性能,而两腔消声器则能明显改善消声器中低频的消声效果。     

基于管道声模态的消声器传递损失计算

传递损失是评价消声器声学性能的一个重要指标。提出了一种方法—管道声模态法代替传统方法估算传递损失。对进出口截面积较小的消声器进行计算和检验,与传统方法比较,结果基本吻合,且过程简单,提高传递损失的计算效率。对进出口截面积较大的消声器,中高频段由于大量高次波的出现,传统方法失效;但低频段管中声波以平面波为主,其结果与传统法一致。因此可以采用管道声模态法快速估算传递损失。     

A study on the transmission loss of straight‐through type reactive mufflers

Abstract

The following study presents a newly developed approach for modeling perforated muffler components, such as partially perforated extended inlet/outlet elements. After evaluating the transfer matrices of all sub‐elements, the transfer matrices product is obtained by multiplication of partially perforated extended inlet/outlet elements. For acoustic impedance in the linear regime, a closed form solution of the partially perforated intruding tube muffler transmission loss was first obtained. In the case of zero mean flow, the predicted results for the various muffler configurations strongly corresponds to the measured values within the limitations of the one‐dimensional theory. By tuning the lengths and associated physical parameters to the in‐situ case of various tubular elements, one can achieve rapid and economical modeling of frequently used commercial reactive mufflers as well as mufflers for other industrial applications can be achieved. This aeroacoustic modeling ability is very useful for vehicular muffler designer especiallly during the preliminary design stages.     

泡沫铝消声器的优化与仿真分析

基于多目标优化软件ISIGHT,运用多岛遗传算法对泡沫铝消声器进行优化设计。在不改变泡沫铝消声器整体结构的基础上,对消声器的进口管、出口管以及中间管的长度和直径尺寸进行修改,并分别在FLUENT和SYSNOISE中对优化前后的消声器进行仿真分析。结果表明：优化后的泡沫铝消声器的传声损失比优化前平均提高了5 dB左右,压力损失降低了11 %左右,优化后的泡沫铝消声器具有更好的声学性能和空气动力学性能。     

压缩机吸气消声器的声学和阻力特性研究

摘要：吸气消声器主要用于减弱制冷剂吸入压缩部分时产生的进气噪声。针对目前用于往复式压缩机吸气消声器消声频带窄，中高频消声效果不佳的特点，设计出一种多腔室组合的消声器，综合考虑消声器的声学性能和流体特性。在Pro/E中建模完成后，导入ANSYS ICEM CFD中划分网格,在声学仿真软件中分别对最初和新设计后的消声器进行声学仿真。比较两种消声器的传递损失，数值仿真结果显示，新设计的消声器低频消声效果有所降低，中高频消声效果良好，整体消声量提高。最后在 Fluent中仿真消声器的流体性能，以压力损失作为衡量流体性能的标准，得出在设计消声器时，不能为了提高声学性能设计过多的腔室。     

紧凑式SCR净化消声装置设计与性能分析

紧凑式SCR净化消声装置能够实现柴油机尾气净化和排气噪声控制双重功能，使用Fluent软件DPM模型对SCR净化消声装置内的气体流动、水溶液喷射雾化过程进行数值模拟，使用Sysnoise软件中的有限元法计算SCR净化消声装置的声学性能，研究不同进口方式和穿孔管对阻力损失和传递损失的影响。