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。     

双腔结构消声器声学性能计算子域耦合方法

提出基于子域划分的耦合方法求解双腔结构消声器声学性能。据结构特点或材料属性将消声器分为不同子域,用数值模态匹配法或三维解析方法求解规则等截面子域结构传递矩阵,用三维数值方法求解非规则渐变截面子域结构传递矩阵,用子域连续条件求得消声器整体矩阵,进而获得消声器传递损失。分别用基于子域划分的耦合方法、三维有限元方法及数值模态匹配法计算典型双腔结构消声器的传递损失。结果表明,基于子域划分的耦合方法适用预测双腔结构消声器声学特性,与数值模态匹配法相比计算效率较高。     

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。     

基于无网格的数值模态匹配法求解消声器声学特性

应用全局弱式无网格方法求解消声器的横向模态,使用模态匹配技术求解其传递损失。计算了圆形穿孔管阻性消声器的横向模态和传递损失,计算结果与解析方法和有限元方法计算结果吻合较好,且节省计算时间。     

传递矩阵法的排气消声器声学性能分析

以某型号的汽车排气消声器为对象,研究其声学性能。由传递矩阵法划分消声器的基本消声单元,并分析消声单元的传递矩阵,得到消声器总的传递矩阵,从而建立该消声器的声学模型。应用Matlab软件编程计算得到消声器的传递损失频率特性。应用有限元仿真软件Fluent和Sysnoise对消声器进行仿真计算,得到准确的传递损失频率特性。通过比较两种方法得到的结果,验证基于传递矩阵法建立的声学模型的准确性,为消声器的优化和改进提供依据。     

抗性消声器声学性能分析与结构优化

针对某抗性消声器消声量不足的问题,采用Virtual. Lab声学有限元AML自动匹配边界条件方法进行声学分析,得到消声器传递损失频域分布。利用数值分析方法模拟计算消声器内部流场,分析消声器消声效果和2次噪声产生原因。在控制一定压力损失的前提下,优化消声器内部结构,达到提高消声器消声性能的优化目标,为消声器声学性能和空气动力学性能研究提供一种可行的数值分析方法。     

运用模态叠加法研究扩张式消声器的传递损失

采用声学模态叠加法建立单腔扩张式消声器传递损失计算模型,然后通过Matlab编程实现单腔扩张式消声器传递损失的数值计算。在此基础上,比较声学模态叠加法、有限元法和基于平面波假定的经典公式法在计算单腔扩张式消声器传递损失上的差别,研究单腔扩张式消声器膨胀段尺寸对传递损失的影响。结果表明,对于平面入射波,声学模态叠加法可用于单腔扩张式消声器各频段传递损失的计算;增大膨胀段的半径能有效提高低频段的传递损失,但对高频段的影响较小;随着膨胀段宽度的增大,传递损失的峰值向低频移动,传递损失最大的频段向高频移动。     

汽车消声器声学性能及流场特性数值分析

应用声学分析软件SYSNOISE及计算流体力学软件FLUENT建立了某一SUV汽车所装配的消声器有限元模型,计算分析消声器的消声特性和流场特性,得到消声器的压力损失预测值和传递损失,经与试验值对比,模拟计算的结果真实可靠。     

阻性管道消声性能预测的边界元数值配点混合方法

将边界元方法与配点法结合形成一种混合方法用于大尺度阻性管道的声学性能预测,根据截面形式,整个结构被划分为若干子结构,边界元方法与配点法分别被用于计算非规则结构和规则结构的阻抗矩阵,最后将各阻抗矩阵连接起来用于传递损失的计算。由于管道进出口为非平面波传播,考虑对进出口配点进行模态展开,将阻抗矩阵转化为散射矩阵,使用进出口的声功率计算传递损失。通过与数值方法和实验值比较验证了方法的正确性,进而应用该方法对管道消声性能进行分析。     

消声器传递损失计算的单元能量叠加法

在消声器进出口管道平面波截止频率以上,高阶模态被激发,传统方法假设进出口为平面波计算消声器传递损失的方法已不再适用。基于有限元法,把进出口面划分出若干个单元,将每个单元上的声场分布近似为平面波,建立基于单元能量叠加计算消声器传递损失的方法,并使用本文方法和Virtual.Lab Acoustics软件计算了三种类型消声器的传递损失,分析了非平面波现象。结果表明,本文方法可行且能够有效地考虑非平面波的影响。     

穿孔管阻性消声器横向模态和声学特性计算与分析

应用二维有限元法计算穿孔管阻性消声器的横向模态,利用数值模态匹配法计算其传递损失,推导了相应的公式并编写了计算程序。对于圆形同轴穿孔管阻性消声器的传递损失,数值模态匹配法计算结果与三维有限元法计算结果以及实验值吻合良好,表明了二维有限元法计算穿孔管阻性消声器横向模态和数值模态匹配法预测消声性能的准确性。进而分析孔径、穿孔率、吸声材料的密度和穿孔管偏移对圆形直通穿孔管阻性消声器横向模态和消声特性的影响。结果表明,孔径减小、穿孔率增大,或者穿孔管偏移量增大均能使消声器有效的平面波区域变宽,高频消声效果变好,但中频消声效果变差;增加吸声材料的填充密度则能提高消声器中高频的消声量。     

空压机排气放空复合消声器设计与性能分析

为降低空压机的高压排气放空气流噪声,给出了节流降压板、片式消声通道及小孔喷注层的消声性能经验公式计算方法,设计了一款适用于排气放空气流的复合消声器。在Virtual. Lab中建立了复合消声器的声学有限元模型,开展了消声器的传递损失性能分析。仿真结果表明:声学有限元仿真与经验公式计算的传递损失结果较为接近;所设计的高压排气放空复合消声器在20 Hz~3 000 Hz宽频段内具有理想的消声效果,平均消声量可达57 dB。     

压缩机消声器的机理与性能改进研究

以某型号滚动转子压缩机为研究对象，对现有的消声器进行了声学理论分析和实验分析，得到其消声器特性和实际效果；并以此为基础，采用SYSNOISE软件，对消声器进行声学分析，求得传递损失；采用双传声器法，对消声器进行实验测试。得到实际传递损失。两者进行比较，采用声学四端网络法和试验的方法。调整多扩张室体积及进出口截面积，并设计追加共鸣器，提出了消声特性更好的消声器。经过实验验证，其中一种新消声器比原用消声器降低噪声3dB（A）以上，且没有功率的损失。     

消声器匹配研究的一维三维混合方法

匹配研究对汽车消声器的设计非常重要。常用的消声器一维研究方法由于频率限制只适用于消声器截止频率以内的频域范围,而三维数值研究方法虽不受截止频率限制,但无法考虑发动机排气噪声源对消声器的影响。所以,发展了一、三维混合方法进行排气消声器匹配仿真。以一维方法确定发动机噪声源强度和阻抗特性,以三维数值方法计算消声器的四极参数,最后应用声源特性和消声器四极参数进行消声器匹配研究。应用该混合方法计算了典型排气净化消声器的插入损失,计算结果和试验结果吻合良好,验证了该方法的可靠性和准确性。排气净化消声器中催化转化器的声学影响采用传递矩阵方法考虑。     

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。     

空气滤清器内吸声材料位置研究

室内声学研究证明,在高声压区域布置吸声材料能够有效地抑制低频模式,提高室内的低频声学性能.为进一步提高空气滤清器的消声量,结合该项研究成果,提出通过在空气滤清器模态高声压集中区域布置吸声材料的方法,来实现消声量的增加.采用有限元方法,建立类似于方形箱体的简化空气滤清器模型,得到内部空腔共振模式,发现高声压区域主要集中于腔体角部和棱边,在上述高声压集中区域布置吸声材料,以提高空气滤清器的消声效果,计算结果显示,在中高频传递损失有较大提高,并且优于增加等量滤纸厚度方法.将以上方法用于某型号空滤器设计中,通过空腔的模态分析,发现模态高声压集中区域,并布置吸声材料,传递损失计算结果证明方法合理可行,能够有效地用于实际空气滤清器以提高进气系统消声量.     

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。     

穿孔管消声器声学特性的有限元分析

三维有限元法被发展用于预测和分析穿孔管消声器的声学性能。直通穿孔管消声器和三通穿孔管消声器传递损失的有限元计算结果与实验测量结果吻合良好,表明了三维有限元法预测穿孔管消声器声学性能的适用性和精度。进而有限元法被用于研究几何结构对三通穿孔管消声器声学性能的影响,结果表明,中间管插入端腔会使共振频率向低频偏移,在三通穿孔管消声器的右侧增加端部共振器能获得良好低频消声效果。     

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。     

不同内插管扩张式消声器声学性能分析

重点介绍带内插管扩张式消声器的声学性能,采用有限元方法计算扩张式消声器的传递损失,分析不带内插管与带内插管扩张式消声器的区别,并且比较不同内插管结构形式对扩张式消声器声学性能的影响。计算表明,无内插管时扩张式消声器存在许多通过频率,在通过频率消声量为零,增加内插管后可以消除某些通过频率。在保证通流面积一定的情况下,采用多个内插管并联结构,在高频时声学性能有较大改善。