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。     

基于周期C型共振器的扩张式消声器的声学性能

通过在扩张腔的径向和轴向布置周期性的具有C型共振腔的Helmholtz共振器（Helmholtz Resonators with C-type Resonators,CHR），来提高扩张腔式消声器低频段声学性能，在提出旁支含CHR管道系统声学性能等效计算模型的基础上，采用数值解析法计算该新型消声器的声学性能，且通过有限元法证明理论分析方法的正确性。研究表明：在扩张腔的径向和轴向布置周期CHR可提高扩张腔式消声器低频段声学性能，扩张腔径向和轴向CHR的布置方式及其颈部参数对消声器的声学性能有较大影响。研究结果将为提高扩张腔式消声器低频段的声学性能提供一种新的方法和途径。     

排气消声器传递损失的实验测量与分析

介绍消声器传递损失的测量方法,包括声波分解法、两负载法、两声源法和脉冲法。在消声器声学性能试验台上采用两负载法测量无流和有流时简单膨胀腔和直通穿孔管消声器的传递损失。测量结果表明：穿孔率对穿孔管消声器低频消声性能影响较小,对中高频消声性能影响较大,增加穿孔率能够拓宽穿孔管消声器的有效消声频率范围;气流对直通穿孔管消声器的声学性能有一定影响,穿孔率越低影响越大,随着流速的增加,低频段传递损失变化不大,高频段的传递损失显著增加。     

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。     

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。     

混合膨胀腔消声器声学性能时域CFD分析

将三维时域CFD法应用于计算混合膨胀腔消声器声学性能。首先介绍了三维时域CFD法的计算原理与过程。接着使用该方法预测了混合膨胀腔消声器传递损失,时域法计算结果与实验测量结果、有限元法计算结果吻合良好。计算结果表明,流阻率对混合膨胀腔消声器消声性能有显著影响。     

《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。     

带有过渡管的消声器传递损失误差分析及修正

在消声器试验中,消声器与测试管道通常用过渡管连接,针对过渡管导致损失误差的问题,采用三维声学有限元软件对锥形过渡管截面积比、锥形管长度和通过频率三个因素引起的扩张腔式消声器传递损失误差进行分析。经过研究发现,锥形过渡管引入的误差主要导致传递损失呈周期性震荡且低频段误差高于高频段。锥形过渡管截面积比越大,则误差越大,增加锥形管长度有利于减小误差。其次,在两载法基础上提出一种传递矩阵求逆的修正算法,通过对中间传声器间的声学单元传递矩阵求逆,可有效消除锥形过渡管引入的误差。     

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。     

消声器中频声学性能的计算测量方法

传统的消声器声学性能计算和实验测量都是在消声器进出口管道作为平面波声场的条件下进行,当进出口管道内出现有高阶模态激发的三维声场时,这些计算方法和实验测量方法就不再适用。由此,采用消声器进出口管道内加径向隔板的方法来计算消声器的声学性能,当原来管道声场中出现高阶模态时,仍然可以用平面波方法计算消声器的传递损失。应用该方法对进气滤清消声器进行传递损失数值计算,在原来进出口管道的平面波声场范围内,计算结果与传统方法计算结果均接近实验的测量结果,验证了该方法预测消声器声学性能的可行性。进而在所设计的消声器中频声学性能实验测试台架上,用声波分解法对阻性消声器进行传递损失测试,实验测量结果和有限元仿真结果也吻合良好。