基于传递矩阵法车用抗性消声器结构优化设计

专用汽车的发动机功率大、排气流量大、排气温度高等特点,因此,抗性消声器成为降低排气噪声的重要装置,采用传递矩阵分析法对抗性消声器性能进行频域分析。针对多腔体、具有并联结构的复杂抗性消声器各参数对传递损失的影响,使用传递矩阵分析法对其结构进行优化设计。利用声学运动方程、连续性方程及四子参数法推导其传递矩阵,获得传递损失曲线。为提高消声器的效率,应用Matlab将基本消声单元进行模块化设计,搭建消声器实验台,对比实验分析和理论计算消声器的传递损失。结果可知:使用传递矩阵分析法所建模型能达到较高的预测精度;中间腔容积的变化对消声器消声性能有较大影响;通过调节隔板位置获得消声器内部各腔最佳容积,此时的消声量达到11d B,满足实际要求。     

分流管对抗性消声器性能影响研究

抗性消声器的声学性能与空气动力学性能互相制约,为了提高抗性消声器的空气动力学性能,采用CFD法对添加了分流管的单腔体及多腔体扩张式消声器进行阻力损失分析。对比不同结构因素对阻力损失和传递损失的影响,结果表明:气体在扩张腔中分流可以起到降低阻力损失的作用;对于分流管单腔体消声器空气动力性有所提升但声学性能有所降低;对于分流管双腔体消声器空气动力性和声学性能均有所提升。此外采用CFD+Virtual.Lab联合仿真方法对各个结构的偶极子气动噪声进行分析,结果表明消声器复杂的内部结构在提升空气动力性的同时会增大气动噪声。     

汽车排气消声器性能仿真分析与结构改进

传递损失属于消声器本身的消声性能,通过理论建模并使用声学软件Sysnoise对一款汽车排气消声器的传递损失性能进行了仿真分析,发现该款消声器存在基频和高频消声能力不足;运用现代消声器设计理论对原消声器进行了结构改进,通过仿真分析发现改进后消声器消声效果明显;采用两负载实验法测出原消声器和改进后消声器的传递损失,与仿真预测值吻合良好。     

考虑流场和温度场影响的内燃叉车排气消声器改进设计

针对某内燃叉车最高速排气噪声过大的问题,利用Fluent软件对排气消声器内流场进行了计算,并通过建立内流场数据与声学网格间的耦合关系,在声学仿真软件中计算得出了排气消声器在流场和温度场同时作用下的传递损失;依据声学仿真结果,针对内燃叉车排气消声器消声能力的不足,进行了改进设计和仿真计算,并通过内燃叉车排气噪声试验验证了排气消声器的改进效果。研究结果表明,改进后的排气消声器使内燃叉车排气噪声下降3.07 d B(A);气流流速的增大和温度的升高会使消声器的传递损失曲线向高频方向移动,且随着频率的增大偏移量变大,同时高频处的传递损失也有所增大。     

摩托车排气净化消声器性能分析

研究了催化器结构对消声器性能的影响,在催化器内加入细插入管建立新催化器模型来模拟催化器的内噪声传递及损失,分析并对比了安装与未安装催化器的消声器的噪声传递损失,运用GT-Power软件建立摩托车发动机工作过程与带催化器的消声器的耦合仿真模型,得到消声器在发动机各转速下的插入损失和压力损失。分析结果显示,消声器在中低频段消声效果较好,在中高频段消声效果较差。根据仿真和试验结果对消声器结构进行改进,改进后的消声器在发动机各转速下消声效果得到改善,插入损失增加3~5dB,仿真结果与试验结果吻合良好。     

一种串联互补偿型消声器研究

提出一种可进行传递损失自补偿的串联消声器,并分析了扩张消声器的传递损失带通频率与亥姆霍兹消声器的传递损失带阻频率。为了对串联消声器的理论可行性进行讨论,进行了有限元建模仿真与实验验证,针对实验与仿真中出现的问题进行了理论分析,并提出了改进方案。通过对改进方案的有限元仿真验证,证明了串联互补消声器的可行性。     

冰箱压缩机进气消声器的数值模拟及实验研究

对冰箱压缩机的进气消声器进行了实验及数值计算研究。以声波分解法为理论指导,搭建了消声器传递损失测试实验平台,测量进气消声器的传递损失。进而运用有限元方法,利用声学软件LMS Virtual．Lab对实验用消声器的传递损失进行数值计算,并与实验结果对比。结果表明：实验值与数值计算值吻合较好,数值模拟的准确性得到验证。     

基于GT-Power的消声器声学性能分析计算

为了增大固定体积的消声器的传递损失,以穿孔消声器为例,通过设计计算,利用GEM3D建立了消声器的三维模型并利用GT-Power对建立的消声器三维模型进行声学性能分析,计算消声器的传递损失,通过对比不同穿孔率共振腔进气管的传递损失曲线,确定最合适的穿孔率,使消声器传递损失在整个计算频率范围内保持较大的值,为穿孔管消声器设计提供了理论依据。     

膨胀腔消声器声学和阻力特性的研究及应用

针对消声器参数设计和优化问题,利用Virtual.Lab和Fluent仿真计算消声器的声学传递损失、阻力损失。分析腔数变化的条件下,消声器容积、扩张比、腔长的变化对传递损失和阻力损失的影响。结果表明消声器腔数增加会对消声性能有明显改善,侧重考虑腔长和扩张比的消声器消声效果最好;腔数相同的消声器阻力损失相差不大。以某内燃机厂生产的单缸汽油机消声器为例,运用声学有限元软件和CFD软件计算其传递损失和阻力损失,分析原设计消声器的不足,加以改进,提高了其声学性能。并利用噪声分离法,验证了模型的正确性,为消声器设计和改进提供了一定依据。     

穿孔管消声器声学性能三维时域计算及分析

将三维时域计算流体动力学(Computational fluid dynamics,CFD)法应用于计算有流情况下穿孔管消声器的声学性能。在消声器进口处施加脉冲信号与不施加任何信号的两种情况下,通过非定常计算分别得到消声器上下游监视点的时域压力值。同一监视点两次计算结果之差就是脉冲信号及其反射信号。使用快速傅里叶变换将时域声压信号转换到频域,计算出消声器的传递损失。对于直通穿孔管消声器和横流穿孔管消声器,使用三维时域CFD法计算传递损失,并与试验测量结果和频域法计算结果进行比较,以验证三维时域CFD法预测穿孔管消声器声衰减性能的准确性。分析气流速度和温度对横流穿孔管消声器传递损失的影响。结果表明,随着气流速度的增加,传递损失曲线向低频方向移动,多数频率处的传递损失有所增加;随着介质温度的升高,传递损失曲线向高频方向移动。