内燃机排气消声系统声学特性的数值预测

提出了一种有效预测内燃机排气消声系统声学特性的新方法。此方法使用传递矩阵法和边界元法计算整个排气水声系统的四极参数，使用双负载法和特征线法确定发动机的声源阻抗和强度，实现内燃机排气噪声插入损失预测。文中对一台柴油机排气消声系统进行了研究，其预测结果与实测结果吻合良好。     

空滤器声学性能预测及低频噪声控制的研究

应用虚拟设计技术开展了发动机空滤器进气系统声学性能改进的研究。针对车用发动机发火频率引起空滤器进气噪声中的低频峰值，分别改进设计了两种进气管结构来提高空滤器的低频消声性能，并采用边界元法对改进的空滤器系统进行了声学性能预测。结果表明：在管路上分别增加这两种声学结构后，原空滤器的消声性能均能达到预期的目标。     

边界元法与特征线法联合用于内燃机排气噪声预报及消声器声学性能分析

本文提出了一种有效预报内燃机排气噪声的新方法。在此方法中，使用边界元法计算消声器元件的４极参数并结合传递矩阵法获得整个排气系统的４极参数，以及使用特征线法计算内燃机的不稳定流动过程并依靠双负载法确定发动机的声源阻抗和强度，从而实现内燃机排气噪声预报及消声器声学性能分析。文中对一台柴油机排气消声系统进行了研究，其预测结果与实测结果吻合良好     

发动机进气系统声学预测及流动分析

利用AVL_ BOOST软件对某空滤器声学特性进行了仿真计算.建立了一台4缸4冲程自然吸气汽油机模型,分别计算并比较了安装该空滤器前后发动机的进气噪声,提取了其2阶、4阶、6阶成分.针对不同转速、不同阶次成分的噪声值,设计赫姆霍兹谐振腔及1/4波长管,优化之后的发动机进气噪声得到明显的降低,消声效果尤为显著.利用Fluent软件仿真计算声学优化前后进气系统的流场分布,分析比较两者的流动特性与压降等,发现经声学优化后的进气系统亦能保证良好的进气性能.     

船用柴油机涡轮增压器的进气消声器性能分析

为更好地进行船用低速柴油机涡轮增压器进气噪声控制,以现有自行设计的径向进气消声器为研究对象,探讨了其性能预测方法,并进行了相应的试验验证.结果表明:消声器对压气机性能影响较大,压气机性能计算时应将其考虑在内;采用管道声模态法计算了消声器传递损失,主要降噪频段及降噪量结果与试验测量值一致,消声器可以有效抑制高频段的增压器进气噪声,离散单音噪声峰值明显降低.在增压器高转速时,消声器对中、低频段的多重单音噪声峰值抑制能力有限,在原有消声器结构中加入声衬,可以使消声器低频和高频声学性能得到进一步优化.     

阶次分析在发动机进气噪声研究中的应用

进气噪声是发动机主要噪声源之一.为研究发动机转速对进气噪声的影响,采用阶次分析方法对一台车用四缸发动机的进气噪声进行了试验研究,首先分析进气口总声压级随转速的变化关系,并根据进气噪声阶次分析的特征分量分布,初步识别了其主要频率成分及相应噪声源,以及最大噪声产生时的发动机运行工况,分析结果可为发动机进气系统优化设计及噪声控制提供一定的参考依据.     

阻性消声器在柴油机室外增压进气系统的应用

海外某热电厂配置柴油机发电机组的废气涡轮增压器进气系统为室外进气,由于消音不足产生刺耳的高频噪声,为此,在热电厂现场测量柴油机增压进气系统、热电厂区噪声,确定噪声源及其分散范围。我们从噪声测量位置的选择、噪声频率及其幅值分析原因,确定消音降噪方案,现场实施并改进方案,效果评估结果不但成功解决了增压进气系统噪声异常现象,也为以后柴油机室外增压进气系统的消音设计和安装提供了宝贵的经验。     

空气滤清器声学性能的改进设计

建立了空气滤清器的声学边界元模型,利用边界元法对空气滤清器的消声特性进行了计算分析。在边界计算的基础上对空气滤清器的声学特性进行了改进设计。改进前后空气滤清器的进气噪声和进气阻力对比试验表明：经过改进的空气滤清器不但具有良好的消声性能,而且进气阻力指标也满足发动机的工作要求。     

重型燃气轮机进气系统性能研究

针对某款重型燃气轮机进气系统辐射噪声超标问题,采用声学有限元法和计算流体力学方法对系统部件进行声学和流场计算,得出插入损失和压力损失,并与进气系统指标要求进行比较发现,进气系统噪声指标与限值余量较小,且压力损失远低于限值。在分析的基础上,选取片式消声器为研究对象,研究不同结构参数和形式对进气系统声学性能和空气动力学性能的影响。结果表明：片式消声器的厚度和数量对进气系统性能有明显的影响,当增加片式消声器厚度和数量时,压力损失略有增加,插入损失增大,进气口声压级减小;通过添加侧支共振器,进气口总声压级降低了3.1 dB(A),可以有效增大进气系统低频插入损失。     

用特征线法和传递矩阵法解析预报柴油机排气噪声

本文介绍纯解析预报多缸柴油机排气消声系统声学性能的一般步骤。在此方法中,通过用特征线法计算柴油机排气的不稳定流动过程和依靠所谓双负载法确定柴油机的声源强度和阻抗特性,然后利用传递矩阵法预报柴油机排气系统出口的辐射噪声级和消声器的插入损失。对一台四缸柴油机进行计算,其计算结果与实测数据相吻合。     

进气系统阻力对柴油机性能影响的试验研究

通过发动机台架试验,研究进气系统阻力对柴油机性能的影响。得到D9-220柴油机进气系统和空滤器的最大阻力限值,为进气管路的设计和空滤器的选择提供了依据。     

高压比离心压气机气动噪声数值预测

采用混合计算气动声学方法研究了高压比离心压气机气动噪声,首先计算了压气机非定常流动,获取了声源面上的时域脉动压力,进而通过间接声学边界元法(IBEM)预测了压气机气动噪声,并在增压器性能试验台上完成了相应的噪声测试.结果表明:压气机气动噪声主要由叶片通过频率及其倍频出现的离散单音噪声与宽频噪声组成,且总声压级由离散单音噪声决定;对比计算和试验得到的监测点声压级频谱可以看出二者基本吻合,说明数值仿真具有较高的精确度,使用的仿真方法可应用于高压比离心压气机的噪声预测;压气机气动噪声自进气管口向外辐射时,声压级分布并不均匀;且受频率影响,不同频率噪声的传播能力存在明显差异.     

单缸柴油机进气系统对充量系数的影响

充量系数直接影响发动机的动力性及经济性,作者试验研究了进气系统各参数对充量系数的影响,并把在静态下得到的结论推广应用到动态状况。并编制了带空滤器边界模型的电算程序,用这个为试验所证实了的方法对充量系数进行了预测,有效地代替了常规试验。     

穿孔引气管声学特性矩形脉冲法模拟及试验

基于计算流体动力学(CFD)的矩形脉冲法计算消声结构的声学特性。首先,计算单腔穿孔结构的静态传递损失(TL),并研究各结构参数对声学特性的影响规律;之后,采用矩形脉冲法计算无流条件穿孔引气管的传递损失,并与有限元法计算结果相对比,验证其正确性;然后,研究平均流对穿孔引气管传递损失的影响,发现逆向气流使TL峰值略往低频移动,而在幅值上无明显的变化规律;最后,安装穿孔引气管进行整车道路试验。结果表明:无论加速、急加-减速工况下,优化后进气管口噪声均得到明显的衰减;尤其在500~1 600Hz 1/3倍频程带内,"泄气声"成分声压级值降低达18dB(A)左右,总值降低达10.3dB(A)以上,特定频率处消声效果显著。     

基于MCS和改进遗传算法的进气消声器优化分析

综合考虑发动机进气消声器声学性能和阻力特性,采用蒙特卡洛模拟(MCS),分别对基于传递矩阵和神经网络建立的进气消声器传递损失和压力损失数值模型进行参数贡献度分析,结合改进遗传算法(GA)对进气消声器进行单目标和多目标优化。研究结果表明:MCS方法有效辨识出参数L2,L4,L6,D2,D3,D4对传递损失和压力损失贡献都较大,简化了优化分析模型。基于神经网络建立的消声器压力损失数值模型精度较高,消声器压力损失大小的限制对进气消声器的优化结果影响较大。在满足压力损失的情况下,单目标优化能使进气消声器的传递损失在单个共振带中心频率处传递损失达到最大值,而多目标优化得到的进气消声器比原始进气消声器控制进气噪声最多降低5. 31 d B,在整个工况范围,进气噪声基本都有所降低,性能优于单目标优化的结果。     

CFD技术在汽油机进气歧管优化设计中的应用

在发动机设计开发过程中,需要评估进气歧管是否满足进气均匀性的标准。首先利用1D-3D耦合方法计算得到进气歧管的平均质量流量,然后将其作为三维数值计算的输入边界。利用fire软件对初始进气歧管进行CFD分析,计算出各缸的流量系数及其偏差。针对存在压力损失的部位进行优化,直到其进气均匀性满足标准。结果表明:通过1D-3D耦合方法可以为三维数值计算提供准确的输入边界;通过CFD方法可以发现进气歧管结构中对流动不好的部位;通过CFD方法进行优化设计分析已经成为进气歧管设计过程中的重要手段。     

增压器气动噪声特性及贡献度的数值分析

基于数值计算方法,研究了船用低速柴油机增压器气动噪声特性,并分析了压气机和涡轮对增压器气动噪声的贡献度。首先分别建立了压气机和涡轮的数值模型,计算了增压器设计工况下二者的非定常流场,并获取了用于噪声计算的声源信息;进一步采用声学边界元方法计算了压气机和涡轮的气动噪声。结果表明:压气机和涡轮气动噪声谱成分均为离散单音噪声和宽频噪声,噪声峰值依赖于叶轮叶片数;压气机气动噪声声压级明显高于涡轮气动噪声,是增压器主要噪声源。     

发动机进气啸叫降噪研究

采用理论计算与试验验证相结合的方法,基于平面波假设建立消声器设计的理论模型,通过台架试验与整车试验相结合进行方案验证。通过设计三腔并联共振式进气消声器可有效消除由增压器产生、通过进气系统向外辐射引起的啸叫声。在630~850Hz频率范围内插入损失达16dB(A),在1 700~2 300Hz频率范围内插入损失达9dB(A),主观评估啸叫声有2分的显著提升。理论计算模型可以在频率上实现准确预测,消声量预测上相比试验值高1.4dB(A)。     

计算气动声学混合方法在涡轮降噪研究中的应用

航空发动机和水下航行器中涡轮的气动噪声问题逐渐成为研究的热点,涡轮气动噪声的预测是研究涡轮气动噪声的关键,计算气动声学混合方法是现在应用最广泛的噪声预测方法。本文对计算气动声学研究方法和涡轮气动噪声预测理论基础进行研究,应用计算气动声学混合方法对某型涡轮的气动噪声进行预测。气动噪声仿真结果与实验测量结果的一致性说明了本文应用的计算气动声学混合方法预测涡轮气动噪声是可行的。     

管道和消声器声学性能的试验测量技术研究

发展了1种有流条件下管道和消声器等声学元件声学性能的试验测量技术--两载法,介绍了其原理与实现方法,推导得出了四极参数与传递损失的试验测量公式.将该技术应用于船用柴油机排气消声器性能试验台,以2台高压离心风机串联增压的方式提供风源和声源,利用PULSE系统测得管道和消声器进出口的声压信号,求得了相应的四极参数与传递损失.试验测量值与边界元数值分析结果吻合良好,表明了所发展的测量技术的正确性,可应用于无流和有流条件下管道和消声器等声学元件声学性能的试验测量.