穿孔管阻性消声器声学特性的有限元分析

将有限元法应用于预测穿孔管阻性消声器的声学性能。直通穿孔管阻性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,表明了有限元法预测穿孔管阻性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吸声材料的填充密度(流阻率)、吸声材料的厚度和穿孔率对穿孔管阻性消声器声学性能的影响,结果表明,增加吸声材料的填充密度,可以改善中高频消声性能,并使峰值频率向低频方向移动;增加吸声材料厚度,可以改善阻性消声器的中高频消声性能,而对低频声学性能影响较小;膨胀腔包覆吸声材料可以改善中高频消声效果,同时消除通过频率;增加穿孔率,可以提高穿孔管阻性消声器的高频消声性能,并使共振峰向高频方向偏移;吸声材料背后增加空气腔,可以在较宽的频率范围内获得较为平坦的消声曲线。     

穿孔管阻性消声器消声性能计算及分析

一维解析法和三维子结构边界元法被用于计算和分析穿孔管阻性消声器的消声性能，以及考查消声器内非平面波对消声特性的影响。直通穿孔管阻性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性能计算，对于高频声学性能的精确预测需使用三维计算方法。边界元法进而被用于研究吸声材料的填充密度（流阻率）和几何参数对穿孔管阻性消声器消声性能的影响。增加吸声材料的填充密度、穿孔管的穿孔率和穿孔长度、以及吸声材料的厚度，均能有效地改善阻性消声器的中高频声学性能，而对消声器的低频消声效果影响较小。     

稳定气流对不同类型消声器气动-声学性能影响的实验研究

在自行设计建造的消声器气动-声学性能测试实验台上,分别对抗性消声器、微穿孔管消声器和阻性消声器的气动和声学性能进行实验研究.研究结果表明:气流是影响消声器气动-声学性能的重要因素.抗性消声器、微穿孔管消声器和阻性消声器的压降损失随流速的增加而增加;穿透损失随着气流速度的增加而降低,在3000Hz以上的中高频带,穿透损失随气流流速的增加而衰减的幅度最为显著.然而,稳定气流对不同类型消声器的影响是不同的,微穿孔管消声器的气动和声学性能受气流流速变化的影响相对较小,具有良好的气动一声学性能.     

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。     

三角截面内管的阻抗复合消声器声学特性研究

以三角截面内管阻抗复合型消声器为研究对象,推导其消声量数学表达式,基于GT-POWER软件建立消声器传递损失和阻力损失计算仿真模型,分析消声器结构、材料参数与消声性能的关系,得到孔径、穿孔率、变径管倾角、吸声材料及容重对消声器传递损失及背压的影响规律,并通过实验验证仿真结果的正确性。研究结果可为具有三角截面消声器的设计和优化提供参考。     

切向流作用下直通穿孔管阻性消声器传递损失预测

使用考虑涡黏系数的频域线性纳维斯托克斯方程(linearized Navier-Stokes equations, LNSEs)计算切向流作用下直通穿孔管阻性消声器的传递损失，计算步骤为：运用CFD(computational fluid dynamics)方法求解计算域内的时间平均流动变量，然后将变量映射至声学网格；将声传播介质分为空气和吸声材料，后者等效为具有复声速和复密度的流体，使用频域LNSEs计算声场，最后利用平面波分解法计算消声器的传递损失。计算结果与试验测量结果吻合良好，从而证明了计算方法的正确性。通过数值计算分析了切向流马赫数对不同流阻率和穿孔结构阻性消声器传递损失的影响规律。随着切向流马赫数的增加，消声器在低频域的传递损失有所降低，中高频消声性能变化无明显规律可循；切向流对低穿孔率消声器传递损失的影响大于高穿孔率。     

涡轮增压发动机进气消声器设计与声学性能数值分析

根据涡轮增压发动机进气噪声特性，设计两套进气消声器，建立进气消声器声学性能计算的有限元模型。使用贴附有吸声材料穿孔管声阻抗的修正公式和硅酸铝岩棉的声学特性参数，有限元法计算获得的消声器传递损失与实验测量结果吻合良好。最后分析组合结构对进气消声器声学性能的影响。     

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。     

组合式穿孔管消声器声学仿真

运用声学有限元法,对三种组合结构的穿孔管消声器进行声学仿真计算,对比分析不同穿孔率对上述消声器声学性能的影响。并对某大型穿孔管消声器的整体声学性能进行仿真计算,结果表明其1000HZ以下中低频段的消声效果不佳,为后续改进工作提供某些依据。     

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。     

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。     

压缩机吸气消声器的声学和阻力特性研究

摘要：吸气消声器主要用于减弱制冷剂吸入压缩部分时产生的进气噪声。针对目前用于往复式压缩机吸气消声器消声频带窄，中高频消声效果不佳的特点，设计出一种多腔室组合的消声器，综合考虑消声器的声学性能和流体特性。在Pro/E中建模完成后，导入ANSYS ICEM CFD中划分网格,在声学仿真软件中分别对最初和新设计后的消声器进行声学仿真。比较两种消声器的传递损失，数值仿真结果显示，新设计的消声器低频消声效果有所降低，中高频消声效果良好，整体消声量提高。最后在 Fluent中仿真消声器的流体性能，以压力损失作为衡量流体性能的标准，得出在设计消声器时，不能为了提高声学性能设计过多的腔室。     

非均匀流条件下穿孔管消声器传递损失计算方法与特性分析

实际应用中的消声器通常具有比较复杂的内部结构,其内部流体速度分布不均匀,而且消声器内部的回流管路和穿孔元件使得消声器内部的流体流动更加复杂,其消声性能不可避免地受到流体流动的影响。为了计算非均匀流条件下穿孔管消声器的传递损失,应用计算流体力学(Computational Fluid Dynamics, CFD)软件FLUENT计算消声器内部的流场,然后将流体属性通过网格映射的方式转移到LMS Virtual Lab声学有限元模型中,并且选用不同的穿孔阻抗模型计算消声器的传递损失,计算结果与实验测量结果进行了比较。文章对消声器内部流场的流动特征也做了仔细地分析,并研究了气体流速对消声器传递损失的影响,随着气体流速的增加,消声器的传递损失会增大,共振峰的峰值会减小。     

装载机消声器的消声性能的仿真计算与分析

采用三维声学有限元法研究消声器的进出气口轴向角度对消声器声学性能的影响规律。结果表明,在中低频段,轴向角度对消声器传递损失影响很大,当轴向角度为60度时,对传递损失的影响最为显著;改进后的消声器改善了原消声器的消声性能。由于消声器进出气口轴向角度对消声性能的影响,这为消声器的设计提供了借鉴。     

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。     

扩张式消声器消声特性理论研究和实验分析

对某工业消声器进行了理论研究和实验分析,通过分析试验得到这类消声器的消声特性,指出在实际中,此类消声器声波不是严格按照一维平面波形式传播。对此消声器进行了改进,提高了其消声性能,解决了此消声器消声效果差和消声频带上的缺陷,探索出了一种有效的消声器设计方法。     

柴油机SCR催化转化消声器的消声性能

采用声学有限元法对抗性消声器进行模拟,分别研究侧置进气插入管和穿孔管消声器的消声性能。以侧置进气插入管为基础,对末端腔体不同布置形式进行研究。然后将SCR催化剂载体耦合到消声器中,计算出SCR催化转换消声器的传递损失。结果表明,该催化转换器具有较好的消声效果。     

计及气流影响的小长径比插入管消声器声学特性的实验研究

在管内平均气流流速10 m/s~100 m/s范围内,对长径比L/D=0.6的插入管型抗性消声器内部和外部声学特性进行了实验研究。探讨了气流流速大小和消声器结构参数的变化对插入管消声器声学特性的影响,并结合腔内气流涡模态和尾管声学模态对小长径比插入管消声器的声学特性机理进行了分析。实验及理论分析表明,气流流速对消声器内外声学特性均有明显的影响。与消声器静态特性不同的是,在有气流情况下必须计及腔体内上游插入管气流喷射引发的涡模态。计及气流影响的小长径比插入管消声器声学特性与消声器腔内气流再生噪声的涡模态和消声器尾管的声学模态关系密切,而与消声器空腔本体声学模态无关。     

汽车排气消声器三维声场分析

采用三维有限元法对某车型排气消声器进行优化设计,根据传递导纳理论对消声器穿孔管和穿孔板进行处理,建立数值模型并进行三维声场仿真分析,获得主副消声器总成的传递损失;运用双负载四传声器法测试消声器传递损失,测试结果表明三维有限元法预测消声器声学性能有较高的精度,根据仿真结果和消声器设计原理,对主消声器进行优化,可提高排气系统声学性能,满足汽车噪声排放法规的要求。