横流穿孔管消声器声学及阻力特性的数值分析

横流穿孔管消声器具有较宽的消声频带和良好的消声性能,被广泛应用于汽车排气噪声控制。本文应用三维数值分析方法,研究了横流穿孔管消声器的声学及阻力特性。得出如下结论：穿孔率是影响声学和阻力损失的最重要参数;穿孔直径对声学性能影响较小但对阻力损失影响较大;膨胀腔尺寸和气流速度的改变对声学和阻力损失都产生一定的影响。     

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。     

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。     

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.     

船用排气消声器阻力特性研究

为了满足新型船对排气消声器的阻力特性要求，在对原有型式排气消声器流场数值模拟结果进行分析后，以消声器外形结构尺寸保持不变为原则，对其内部局部阻力大的部位进行了多方案的结构调整，确定了排气消声器的改进结构，其压力损失比原型消声器降低了27％。按照所确定的结构制作了几何比为1：2.5的实验模型，模型实验结果表明，本文的数值模拟方案具有令人满意的精度，对于船用排气消声器阻力特性预估是非常有效的。     

直/横流穿孔消声器压力损失的仿真分析

利用CFD技术,对穿孔基本结构消声器进行建模,并在相同边界条件下,对消声器的空气动力性能进行了仿真分析,研究了穿孔孔径及穿孔率对直流/横流穿孔压力损失的影响规律。结合某挖掘机发动机特性设计了典型穿孔消声器,利用仿真和试验对消声器的性能进行了分析,并将仿真和试验结果进行对比,找出了二者产生较大误差的原因。该研究对于工程机械抗性消声器中有关穿孔结构的设计有一定的应用价值。     

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).     

摩托车排气净化消声器的研制

针对摩托车二冲程发动机排气污染日益严重及其治理任务日趋紧迫的形势,依靠先进的载体技术和高效复合型催化剂,运用长期积累的整机匹配技术,开发了一整套研制排气净化消声器的方法和程序.     

轴对称抗式消声器传递损失的有限元计算

通过对轴对称抗式消声器进行有限元分析，建立其数学模型，对传递损失编制程序计算。结果证明，其理论计算值同实验值有较好的一致性。     

矿用FBD轴流风机出口消声器设计与研究

矿用FBD轴流风机煤矿井下使用广泛,但因噪声较大,影响了使用效果。通过对某风量为700m³/min的轴流风机进行噪声测量,发现进出口频率特征呈宽频状,而风机出口整体噪声值高于进口噪声值,对整机噪声贡献最大。针对以上问题,设计了矩形槽阻性消声器与圆形槽阻性消声器,通过建立声学模型和流体模型,分析两者的声学特性,并对传递损失进行仿真计算,最终确定矩形槽消声器为设计方案。并对其内部插片进行结构优化,使得消声器最大压力从1 067.84 Pa降低到300.00 Pa,最大湍动能从100.00 m²s²降低至50.00 m²s²,在最大风量处压力损失从740 Pa降低到78 Pa。经试验,测得安装消声器后最大降噪量为16 dB,最大噪声值为81.1 dBA,低于规定噪声限值85 dBA,达到整机噪声优化目标。     

液力变矩器内部三维流动计算方法

系统地论述了三元件向心式液力变矩器内部三维流动计算方法。首先对各叶轮内部流场进行计算,画出其进出口压差与流量关系曲线,找到各叶轮的共同工作点,然后再考虑叶轮之间的影响,通过反复试算,逐步逼近实际工况点,较精确地计算出流场的压力和速度分布,并对性能参数进行预测。此方法以及揭示的压力和速度分布对该类型液力变矩器的设计与改进具有实际的指导意义。     

电场和流场数值模拟的电化学加工阴极设计

针对传统阴极设计方法存在的问题,提出了利用数值模拟法设计电化学加工阴极的方法.给出了数值模拟法设计阴极的实现过程和初始阴极形状的确定方法,建立了电化学加工的数学模型,采用有限元方法对加工过程的电场和流场进行连续的计算和分析,开发了阴极设计的工具软件并进行了实际应用.应用结果表明,该方法可提高设计精度20%~30%,减少了加工试验次数,缩短了设计周期.     

乳化液槽内流场和温度场的数值模拟及优化

采用CFD2000对天力带钢厂的乳化液槽内流场和温度场进行了数值模拟,并对该槽的内部结构进行了优化设计。模拟结果表明：槽内左边存在死区,导致乳化液的浓度波动较大,槽的底部乳化液流速较大,沉淀物质容易被抽出;槽内乳化液温差较大,导致乳化液温度波动较大;在乳化液槽底部新添加一高0．7m的挡墙,并且把上部挡墙向左端延长0．8m,减少沉淀物质被抽出;新加一套55kW的电加热器,挡墙右端的乳化液温差不超过0．5℃。模拟结果可以分析槽内流场死区和乳化液温度分布,对于优化槽的内部结构,促进铁粉沉降和浮油上浮,提高乳化液的使用效果具有重要意义。     

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.     

长江天兴洲河段平面二维流场数值模拟

应用正交曲线坐标系下的二维水深平均数学模型对长江天兴洲河段流场进行了数值模拟,计算出的沿程水位、断面垂线平均流速分布与实测资料较为一致.计算中采用了四边形插值方法以快速生成计算网格的河底高程数据,并利用AutoCAD的数据接口生成河底三维地形图和彩色流速分布图以进行直观分析.     

T型管内两相流分配特性数值模拟

T型管内气液两相流分配不均易导致换热器偏流和受热不均。为了优化T型管内气液两相流流动,以FLUENT为模拟软件,以流体流动参数和管子几何结构为研究变量,对T型管内流体流动进行数值模拟。发现流体入口液相体积分数越大,入口速度越小,液滴粒径越小,越利于流体均布;同时支管衔接处采取弯管结构较直管结构优越,其中入口速度对流体分布影响最明显,速度相差3个数值即可优化两个出口液相体积分数比差10%左右。结果表明,相应改变流体流动参数和管子几何结构能有效优化T型管内流体流动。     

动力波洗涤器的数值模拟研究

对动力波洗涤器进行了数值模拟研究,依据流体动力学原理建立气液固三相耦合模型：即质量、动量、能量和湍动能耗散输运方程,在构造脱硫装置的网格模型基础上,通过有限元数值计算方法,借助流体软件计算了脱硫反应器在不同的液体与气体流量时压力损失,将模拟值与实测值进行了对比,误差较低,表明本模型及其参数具有一定的准确性和可靠性。     

板坯结晶器电磁制动过程的三维流场数值模拟

针对板坯连铸结晶器内的钢液流动特征,利用流场商业软件Fluent,建立了描述板坯结晶器内区域电磁制动过程的三维有限体积数学模型,进行了流场的三维数值模拟研究.通过数值计算,研究了磁场强度、磁场和流场的相互作用位置、拉速和水口侧孔倾角对电磁制动效果的影响,为优化结晶器内的钢液流场,设计合理的电磁制动装置及指导实际生产提供了依据.