基于Sysnoise的汽车进气消声器声学性能分析及结构研究

以声学软件Sysnoise为平台,综合运用有声学限元法及小波包分析理论,对基本消声单元的声学性能进行数值仿真分析;定性地描述Helmholts谐振腔的体积、主管尺寸等不同结构参数对消声器性能,即谐振频率和消声量的影响.根据仿真分析、噪声试验和发动机的实际空间来设计消声器,并最终确定消声器的结构,为降低汽车进气噪声打下良好的基础.     

隔膜抽气泵排气噪声控制研究

为降低某隔膜抽气泵的工作噪声,对其噪声特性进行了试验研究,通过分析确定排气噪声为其主要噪声源;为满足排气背压损失小、消声量高、消声容积小的要求,采用了双层串联微穿孔金属管结构进行消声器的设计。对设计的3种不同方案的消声器的试验测试结果表明,该结构消声器能够使排气噪声降低8dB(A)以上,并使得整体噪声降低到设计目标。     

单级三腔式消声器声学性能分析

运用一维平面波理论分析无法准确预测复杂结构消声器的声学性能。为分析设计的单级三腔式消声器的声学性能,并进一步提升其消声量,根据声学有限元理论,建立了消声器内部声场的三维有限元模型。通过在两个腔体内增加插入管,分析了进口管道插入管、回流腔与回流板处插入管以及小孔扩散腔插入管对其传递损失的影响。分析表明:在扩散腔内增加插入管可以提高消声器的传递损失。以扩散腔内存在插入管时的模型为研究对象,分析了不同孔径以及穿孔率对传递损失的影响,结果表明:孔径以及穿孔率对传递损失的影响主要表现在高频段内。最终对设计的单级三腔式消声器进行试验测量,测量结果与数值模拟结果有很好的一致性。     

内燃叉车排气消声器内流场及温度场数值分析

在排气消声器声学性能的分析中,为了计入气流流速和温度的影响,以某内燃叉车排气消声器为研究对象,基于流场分析理论,利用fluent软件对其内部复杂流场及温度场进行了数值模拟,分析得出消声器内部的速度场和温度场.以消声器内部温度场计算结果为基础,采用Ansys稳态热分析模块,计算得到排气消声器壳体的稳态温度场,并进行消声器壳体温度测量试验.研究结果表明:内燃叉车排气消声器壳体稳态温度场的仿真结果与试验结果在消声器壳体上的位置变化趋势基本吻合,说明了仿真得到的排气消声器壳体温度场可信,排气消声器内部流场及温度场仿真分析正确.     

新型液压消声器吸收液压系统压力脉动的机理和特性

基于由多个蓄能器串联安装组成的蓄能器组吸收压力脉动的机理,并结合Helmholtz消声器的消声特性和结构优点,设计了一种新型液压消声器。建立了蓄能器组和新型液压消声器的数学模型,并利用数值仿真对单个蓄能器、多个蓄能器和新型液压消声器吸收某液压系统压力脉动的效果进行了对比分析。数值仿真采用特征线法,基于FORTRAN语言编写,将数值仿真结果与试验数据进行对比,验证了仿真模型和计算方法的有效性。研究结果表明:该新型液压消声器,相比于传统蓄能器,可较好地提高吸收压力脉动的效果,同时相比于蓄能器组,又具有较小的结构参数,具有较大的工程应用价值。     

变腔深双层微穿孔板消声器的研究

本文对变腔深双层微穿孔板消声器进行了研究,提出了一种新的设计方法:即根据吸声系数最大原理选定双层微穿孔板消声器的腔深值。这种方法拓宽了消声器的消声频带宽度,改善了消声器的消声性能。这种设计方法已经实践检验,取得了良好的效果,从而证明这种方法是可行的。同时,本文还对双层傲穿孔板消声器的失效频率进行了讨论。     

一种新型消声器的设计和试验研究

针对某型柴油机排气噪声频谱特性,设计了一种新型阻抗复合式排气消声器.采用流体计算软件Fluent对消声器的阻力损失进行了仿真计算,提出了减少阻力损失的方案,用声学软件SYSNOISE中的有限元法对传递损失进行了仿真计算,并对该消声器模拟样器在无气流状态下的声学性能进行了试验研究.理论与实验结果均表明,所设计的排气消声器在柴油机排气噪声需考虑的频带内,消声量可达25dB(A).     

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GT-Power的汽车排气消声器声学性能研究

利用仿真软件GT-Power及其muffler模块对三种方案中不同扩张腔分配比例的消声器模型进行建模和仿真.通过对比所得到的结果发现,改变消声器的扩张腔的分配比例对消声器某些频段的声学性能有所改善,且都符合所要求的排气背压值,这有利于汽车排气消声器的进一步优化设计和性能分析.     

基于CFX软件消声器的流体仿真分析

采用圆形截面将不同消声单元和阻性材料结合,建立了汽车复杂消声器的计算模型,并导入到ANSYSWorkbench中,通过CFX流体软件构建出复杂消声器的流体域并进行结构网格划分,在此基础上对消声器进行流体动力学数值仿真分析.通过流体仿真分析,来评价该消声器的结构合理性以及可行性,这也为以后消声器的设计与发展奠定了理论基础.     

穿孔管曝气效率的三维数值分析

曝气池的设计及运行是影响活性污泥过程工作效率的主要因素之一。运用FLUENT软件对曝气装置为穿孔管的曝气池内气液两相流动进行了三维数值模拟,对比了相同曝气量条件下不同数量孔眼下的曝气效率,在本文所模拟的工况下采用四孔穿孔管曝气时曝气效率最高。     

Research on Sound Absorption Method of Perforated Tube with Shunt Hedge

分流对冲穿孔管吸声方法研究

张仁琪¹,朱从云¹,丁国芳¹,黄其柏²

（1.中原工学院 机电学院,郑州 450007;

2.华中科技大学 机械科学与工程学院,武汉 430074）

摘要：

消声器中排气气流速度是影响其整体性能的关键参数,随着发动机排气气流速度的逐渐增加,消声器内的再生噪声逐渐增加,导致消声器的吸声性能变差。为解决此问题,提出将排气气流进行分流与对冲来提高吸声性能的吸声方法。首先,通过使用锥形分流单元将气流进行分流,分流后的气流在穿孔管内腔发生对冲,从而降低气流流速提高吸声性能。通过对整体结构的消声子单元划分、传递矩阵的计算、传递损失自变量与因变量函数关系分析得到传递损失的影响因素与变化特性,并进行实验验证。实验结果表明：提出的分流对冲穿孔管吸声方法可在高速排气气流的情况下,始终维持稳定的传递损失,以入口气流流速从15m/s增加到45m/s为例,传递损失从26.5dB降低到24.5dB,降幅为0.075%,证明了提出的吸声方法具有良好且稳定的吸声效果。

关键词：再生噪声;分流与对冲;穿孔管;传递损失

     

玻璃纤维对消声器消声性能的影响

建立消声器的三维模型,利用数值模拟的方法分析有无玻璃纤维材料时消声器消声性能的变化.同时分析玻璃纤维材料的直径、密度及直径和密度一起变化时对整个消声器消声性能的影响.结果表明,加入玻璃纤维可以显著改善消声器的消声性能,玻璃纤维的直径和密度对消声器的消声性能也有明显的影响.     

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.     

汽车消声器的流场和压力损失分析

采用CFD软件Fluent对两种不同结构形式的双扩张腔消声器的速度场、压力场进行三维稳态流动数值模拟,研究相应的压力损失随入口流速的变化趋势。结果表明,双扩张腔消声器内部流场非常复杂,中间连通管的位置和数量对消声器内气体的压力损失有很大的影响,双连通管消声器内的压力损失比单连通管的要大。     

结构声耦合对膨胀腔水消声器声学性能的影响

水消声器可以有效降低管路系统水噪声,为更加准确的预测水消声器传递损失,利用结构声耦合数值模型分析消声器内部声场,研究不同部位结构声耦合效应对充水膨胀腔消声器声学性能的影响规律.计算厚径比为1的充水膨胀腔消声器传递损失,并与刚性条件下的数值结果及理论结果进行比较,以验证方法的正确性;对比二维轴对称模型与整体计算模型的计算结果,验证基于二维轴对称模型分析的可行性.数值研究表明:本方法可以有效的预测水消声器传递损失;随着水消声器腔壁厚度的减小,弹性结构与流体的耦合程度增加,结构声耦合效应对水消声器的声学性能影响增加;周向腔壁的结构声耦合效应会造成膨胀腔消声器的传递损失曲线向低频方向移动;端部腔壁的结构声耦合效应会使消声器传递损失曲线出现反共振峰、共振峰,这与膨胀腔端板结构的固有模态相关;膨胀腔壁的结构声耦合作用使腔内声压在较低频段内出现三维高次波,增加消声量;管路结构声耦合效应对水消声器声学性能的影响不大.     

Research on Measurement Method of Muffler Performance under High Temperature and High-Speed Airflow Conditions

Ignoring the influence of flow velocity and flow temperature on muffling performance, performance tests were conducted without airflow in the development phase of the muffler which accounts to the difficulty of obtaining a perfect match between the actual noise reduction effect and the design goal. Based on the two-load test theory, a set of high-temperature and high-speed airflow simulation measurement devices for the muffler has been built. In order to avoid the impact of high-temperature and high-speed airflow on the sensor, a high temperature resistant sensor holder has been designed for the test rig. The sound pressure has been measured in the pipe by using the lead-out measurement. In addition, a variable impedance load is placed at the end of the test tube to realize the switch between two different impedance loads by the wave handle of the variable impedance load. A sound source correction method is proposed to decrease the random fluctuation of the spectral characteristics of the output noise signal, which is caused by the acoustic impedance variation at the connection between the transition pipeline and the combined sound source system. Finally, an acoustic software has been used to calculate the transmission loss of the muffler in the presence of high temperature airflow. In comparing the experimental measurements and the simulation results, the small difference shows that: the bench not only can effectively simulate high-temperature and flow velocity environment of the engine but also accurately test the transmission loss of the muffler.     

基于声模态的抗性消声器的声学性能分析

利用声学有限元软件Sysnoise对进出口偏置的扩张式消声器进行了分析,并得到传递损失与声学模态.结果表明：通过消声器进口插入管的设置,能改变扩张腔内部的声学模态,从而达到改变传递损失曲线的目的;特种模态的激发和传递损失峰值的出现是相对应的.     

高填方桥台病害分析及钢花管注浆技术应用

总结了高桥台锥坡变形的破坏模式,分析了钢花管注浆技术加固路基的机理,提出了采用该技术进行治理的对策,并详细介绍其施工工艺,实践证明钢花管注浆技术是路基加固和桥台锥坡变形治理中的有效方法.     

4100QBZ发动机排气消声系统匹配研究及其声学特性分析

首先将不同容积大小的汽车排气消声器和各种不同参数尺寸的排气总管匹配成的若干组排气消声系统,并建立仿真模型.然后运用SYSNOISE软件得到其各频率下的传递损失和声压级分布,通过比较分析消声性能优劣得到了该系统的最佳匹配方案.并讨论了排气管对消声量的影响和消声器容积变化对消声量的影响.