穿孔消声器声学计算的快速多极混体边界元法

为提高计算效率以及扩展计算频率范围,本文将混体边界元方法与快速多极算法结合用于穿孔消声器的声学性能计算。通过与消声器传递损失测量结果和传统混体边界元方法计算结果的比较验证了快速多极混体边界元方法的正确性。与传统混体边界元方法相比,快速多极混体边界元方法在保证计算精度的同时,能够有效缩短大尺度问题的计算时间。将快速多极混体边界元方法应用于计算穿孔消声器的传递损失,结果表明,进出口管位置能够影响两通穿孔管消声器的高频消声特性,隔板穿孔能够改善三通穿孔管消声器的中频消声性能。     

穿孔消声器传递损失预测的快速多极混体边界元方法

将混体边界元方法与快速多极算法结合用于穿孔消声器的声学性能计算,通过与消声器传递损失测量结果和传统混体边界元方法计算结果的比较验证了快速多极混体边界元方法的正确性。与传统混体边界元方法相比,快速多极混体边界元方法在保证计算精度的同时,能够有效缩短大尺度问题的计算时间。进而使用快速多极混体边界元方法计算并分析了几种典型穿孔消声器的消声特性。     

边界元法在预测消声器消声特性上的应用

本文用边界元法建立了消声器的二维边界元模型，将所编制的计算机程序用于ＧＺ６９２１型大客车以预测消声器的消声特性。试验结果表明：所建立的消声器二维边界元模型是合理的。     

边界元法在预测消声器消声特性上的应用

本文用边界元法建立了消声器的二维边界元模型，将所编制的计算机程序用于ＧＺ６９２１型大客车以预测消声器的消声特性。试验结果表明：所建立的消声器二维边界元模型是合理的。     

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.     

轴对称管道及消声器声学问题的边界元法研究及应用

边界元法应用于轴对称管道及消声器声场分布及消声特性计算,表面积分简化成沿母线及旋转角上的积分.对奇异积分采用解析法、数值法及间接法联合来消除奇异性.边界角点区分为两个不同的质点振速.对于较长或具有复杂形状的管道及消声器,提出了子结构边界元——传递关系矩阵法.对一些管道及消声器的传递损失进行了计算,并与其它方法计算结果及实验结果进行了比较     

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。     

抗性消声器声学特性的三维边界元分析

边界元法应用于抗性消声器消声特性的三维分析计算.使用平面四角形单元离散边界表面,对奇异积分采用极坐标变换法消除奇异性,在棱边角点处区分不同方向的质点振速.文中对具有错开进出口管的矩形膨胀腔消声器的传递损失进行了计算,并与一维理论、解析法及有限元法计算结果进行了比较.     

排气消声器优化模型探讨

将噪声源、消声管路和外界组成一般排气系统,对消声器消声特性进行计算,运用传递矩阵法给出了消声器插入损失的数学模型,分析了消声器内压力的损失及消声器目标消声量的频带特性对消声器优化设计的影响,提出并建立了兼顾消声器各项设计要求的新优化设计模型。运用BorlandC 和Matclab对新优化设计模型进行了计算,并编制了优化软件,最后对计算模型的预测精度和优化效果进行了试验室动态试验,证实计算和新建优化模型理正确可行的。     

穿孔管插入式消声器消声频谱特性的四端网络法计算

利用四端网络方法对穿孔管插入式的抗性消声器进行分析,建立了该消声器的声传递矩阵,编制了相应的计算软件,计算出消声器的消声频率特性消声器试验证明,消声器声传递矩 计算程序是可行的,可以较正确地分析消声器的频率特性的走向趋势。     

基于OptiStruct消声器端盖形貌优化

采用有限元方法对某消声器进行模态分析,根据分析结果,以提高消声器的第1阶固有频率为目标,在OptiStruct软件中对消声器端盖进行形貌优化。根据优化分析结果,将其与制造工艺相结合,布置消声器端盖的加强筋,并对优化方案进行验证,结果表明,所得到的消声器第1阶固有频率提高了30%,优化效果明显,为消声器端盖加强筋布置提供了新的思路。     

轴对称管道及消声器内部声场与管口声辐射问题的边界元法计算

边界元法用于计算轴对称管道及消声器内部声场与管口声辐射问题.对内部域和外部域有效的边界积分方程由管口处的连续性条件来耦合.轴对称边界积分方程被简化为沿母线的积分.采用三节点二次等参元对具有外插进出口管的膨胀腔消声器的传递损失、厚壁圆管内外声场及圆直管的辐射阻抗进行了计算并与其它方法结果进行了比较.作为应用实例,文中对简单膨胀腔消声器的插入损失进行了计算.     

基于有限元法的扩张式消声器声学特性分析

排气噪声是车辆噪声中的主要噪声源。排气消声器是降低排气噪声最主要的消声装置。在扩张式消声器的噪声特性分析中,采用有限元分析软件Hypermesh和声振软件Sysnoise,分别对消声器进行建模和内部声场分析计算。结果表明:消声器传递损失幅值大小由消声器的扩张比决定,扩张室长度影响其传递损失频带的带宽。     

基于ANSYS的汽车排气消声器改进设计

建立消声器的ANSYS仿真模型,分析原消声器的消声性能,通过建立三维仿真模型,研究两腔串联的复杂式结构消声器的消声性能,结果表明,改进后增加了消声器低频带的宽度和中频范围内的消声量,同时稳定高频振荡,但在1 550 Hz和2 300 Hz仍存在问题,加入端部共振腔后,低频段的消声量明显增加,2 300 Hz高频带得到改善.     

公路隧道声环境有限元数值分析

公路隧道声环境复杂,影响行车的舒适性和安全性,在紧急情况下严重影响疏散信息的传递。采用有限单元法对公路隧道的声学模态及衰变特性进行数值分析。结果表明,公路隧道的声学模态在横向具有对称性,对称的区域声压幅值相等,相位相同或者相反,模态频率越高,声压幅值最大值越大,隧道长度对模态频率影响较小。与扩散声场的线性衰变特性不同,公路隧道内各点的声压级随时间的衰变是非线性的,在声源停止激励1.5s内,衰变速率较快,从停止激励到声压级衰变30dB的时间需要5.5~7.0s的时间。     

预测消声器声学性能的时域非结构有限体积法

为了探讨时域有限体积方法(FVM)在消声器声学性能预测中的应用,采用交错非结构FVM求解线性声波动方程,并进行数值色散分析给出相应的稳定性判据,运用吸收边界条件改进时域脉冲法,并用于预测消声器的声学性能.利用该方法模拟外插管消声器传递损失,结果与商业软件SYSNOISE有限元计算结果、文献实验结果均吻合良好,证明该方法预测抗性消声器声学性能的准确性.分析2种出口管位置蒸汽消声器的声学性能,验证了该方法的正确性及对大网格数模型的良好适用性.     

简支箱梁振动噪声影响参数研究

为了研究简支箱梁结构噪声,以32 m简支箱梁为研究对象进行车桥耦合动力分析,求解轨道不平顺作用下的竖向轮轨力。以竖向轮轨力作为激励加载在简支箱梁的声场分析模型中,以简支箱梁的动力响应结果作为边界条件,利用边界元和有限元相结合的方法求解声场内声压级的频率分布特性和传播规律。主要研究了行车速度和板件厚度等因素对简支箱梁结构噪声的影响。研究表明,桥梁结构噪声的频段主要在100 Hz以下,顶板上方的噪声声压级最大;结构噪声在传播过程中存在明显的衰减特性,噪声声压级随传播距离增大而减小;车辆运行速度越大,结构噪声声压越大;箱梁刚度和顶板厚度越大噪声声压级越小;相同列车荷载作用下,单箱双室箱梁辐射出的结构噪声声压级比单箱单室箱梁更小。     

抗式消声器二次噪声的研究

为了研究气体流经抗式消声器时产生的二次噪声的声压级及频谱特性,通过Fluent软件对气流二次噪声的声压级及其随流速的变化规律进行模拟预测,并搭建带有抗式消声器的排气管路装置及尾端声压测试装置对排气管口的噪声进行监测.结果显示：气体流经抗式消声器时产生的二次噪声在整个频域内普遍存在,且为宽频带噪声,其量值随着流速增加而增加,但其增加的幅度随着流速的增加逐渐减小;在流速逐渐增加的过程中,高频段的噪声增加量总是高于低频段的增加量;气流速度的大小对消声器消声量产生一定的影响,气流速度越大,产生的二次噪声越大,其消声量越小,当气流速度大于一定值时,抗式消声器的消声量显著下降.     

一种预报水下任意形旋转壳体振动和声辐射的近似方法

本文运用有限元/DAA2/边界元相结合的方式给出一种数值预报任意形水下旋转壳体振动和声辐射的近似方法.藉助DAA2近似,导出表面声压和位移的关系;采用修正的模态分解法求解流体——壳体耦合振动方程.以水下椭球壳振动和声辐射问题为例,在宽频率范围内对其计算结果的可靠性进行考察.结果表明,除水下壳体的本征频率处外,有限元/DAA2/边界元方法的精度是可接受的.该方法在研究水下壳体在宽频范围内的振动和声辐射时可大大降低数值计算量.     

声振耦合声场分析与声辐射结构优化

为实现内声场和外声场同时存在的强耦合声辐射预报和噪声优化,建立有限元/边界元强耦合方程,并给出两种声功率灵敏度的求解方法。首先给出结构和内声场的声振耦合有限元方程,并考虑外声场声介质对结构的反作用,根据交界面力和法向速度的连续性建立有限元/边界元强耦合方程;然后针对声功率拓扑优化中单元灵敏度分析时难以解耦的问题,将声功率转化为以结构位移为变量的表达形式,并修改伴随方程,实现将该方法扩展至强耦合优化问题中;同时针对伴随变量法(adjoint variable method,AVM)推导过程复杂的问题,提出声功率灵敏度的直接求导法;最后采用线性化刚度方法将结构单元相对密度作为连续设计变量,对不同的结构材料和声介质组合优化问题展开研究。对比计算表明:该耦合模型计算的响应值与采用无反射边界的有限元法计算结果基本吻合;直接求导法和伴随变量法均可使迭代达到收敛,但直接求导法推导过程更简洁高效;数值优化算例证明优化算法的适用性较好,在声功率优化设计中的有效性。