消声元件传递损失仿真精度的对比分析

消声元件的传递损失仿真分析通常分为一维仿真分析和三维仿真分析两种。利用GT-Power软件和Sysnoise软件对复杂消声元件的传递损失分别进行了一维和三维仿真分析,并与测试结果做了对比。通过对比分析得出,三维软件模拟的传递损失更接近测试值,更能反应消声元件本身的消声特性,在0~1 000 Hz范围内都很准确。而一维仿真分析,在0~600 Hz范围内较为准确。同时得出,传递损失的一维仿真分析,建模时间和计算时间都很短,非常适用于各个方案的横向比较。而三维仿真分析的建模时间和计算时间都较长,对复杂结构消声元件的有限元模型处理技巧性也很强,适用于最终方案的精确控制。     

不同参数下多级降压疏水调节阀消声分析

多级降压套筒疏水调节阀的节流内件为穿孔套筒,可兼备消声和流量调节两种功能。针对多级降压疏水调节阀噪声过大的问题,基于对冲孔结构消声传递损失理论,对套筒孔径、套筒壁厚及套筒间隙等内件参数不同的疏水调节阀进行传递损失数值模拟计算,对比分析不同套筒孔径、不同套筒壁厚及不同套筒间隙对疏水调节阀消声效果的影响。研究结果表明:套筒孔径对消声性能影响较小,平均传递损失最大相差1.4 dB;在消声频率段范围内,套筒壁厚对消声性能有明显影响,平均传递损失最大相差3.8 dB;而套筒间隙对消声性能影响主要体现在消声频率超过3 000Hz之后,平均传递损失最大相差3 d B。有关结论可为多级降压疏水阀内件降噪优化提供依据。     

多级柔性壁声衬设计及其消声性能研究

为有效拓宽声衬的消声频带,针对亥姆霍兹共振器消声选择性强,传统单一声衬消声频带特定且不可调节,缺乏灵活性的缺陷,提出了一种多级腔体的新型柔性壁声衬结构。采用铝合金材质的多级柔性壁代替传统声衬的单级刚性壁,通过施加电压调节柔性腔体体积,使得其消声频带变宽且发生偏移。在选定传递损失作为多级柔性壁声衬消声性能评价指标的基础上,分别进行了柔性壁的静/动态性能仿真与实际性能测试,根据仿真结果与实际测试结果确定了柔性壁具有较好的形变性能及消声性能。介绍了多级柔性壁声衬结构设计方法,而后加工了声衬样品并搭建测试平台进行消声性能测试。实验结果表明：在不施加电压时,多级柔性壁声衬的传递损失在频率为1 386 Hz时达到峰值,即共振频率为1 386 Hz;当驱动电压分别为-100,100和200 V时,其共振频率分别为1 420,1 370和1 364 Hz。通过调节电压幅值,该多级柔性壁声衬的消声频带实现了56 Hz的偏移。研究表明所提出的多级柔性壁声衬结构对噪声的宽频抑制具有一定的作用。     

无纺布多孔消声进气管声学特性试验

提出一种用于降低发动机进气系统宽频噪声的无纺布多孔消声管,阐述两载荷法理论并设计两载荷法实验测量其传递损失,为保证实验的可靠性,探讨实验设计要点,其实验结果表明无纺布多孔消声进气管的传递损失频率范围较宽,同时,在整个频率范围内存在幅值波动。根据试验结果可以得出此消声管至少能衰减8 dB的噪声能量,对发动机进气系统声学性能设计提供应用支持。     

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。     

锥管结构消声性能的有限元分析

声学性能和空气动力学性能是评价消声器的两项重要指标,锥管结构因其良好的空气动力学性能和低频消声性能受到相关研究人员的关注。运用有限元数值计算方法,以传递损失作为评价指标,探索其结构参数对扩张式消声器消声性能的影响。研究发现,随着锥角增大,锥管消声频带向高频方向扩展;锥管长度主要影响消声带宽;扩散管口与收缩管口面积比主要影响消声峰值;锥管结构运用于扩张式消声器中对传递损失曲线具有移频、降幅、改善通过频率处消声性能的作用。     

双模态消声器低频消声特性分析及应用

低频阶次噪声占居排气噪声的主要成分,且对排气噪声声品质有着重要影响,双模态消声器对于排气低频噪声具有良好的控制效果,但目前还缺乏深入的消声特性分析及快捷的实际应用设计方法。建立最简双模态消声器结构,通过三维数值仿真,发现双模态消声器具有低频消声峰值,且随着阀体开度的增加,峰值频率向高频方向移动,并通过声压云图分析确定发挥低频消声作用的腔室。针对双模态消声器中的共振腔部分,通过一维/三维混合仿真方法,提取阀体结构的声学参量,建立基于集总参数的声学特性预测模型。仿真分析发现随阀体结构开度变化的阀体部分声质量抗,是影响消声峰值频率移动的关键。通过集总参数预测模型设计了匹配某款汽车的双模态消声器,并通过数值仿真及传递损失实验验证了设计参数的正确性。进行实车测试,结果表明匹配设计的双模态消声器降低了排气四阶噪声,验证了提出的正向匹配设计方法的有效性。     

双层分流对冲穿孔管结构消声特性研究

发动机排气系统中的噪声特性为高频、宽频带，以及排气气流作用下产生的再生噪声，传统的消声结构不能有效地解决该噪声问题。因此，提出通过将锥形分流单元与双层穿孔管相结合的消声方法。首先通过一个锥形分流单元对进入消声器的气流进行分流，分流后的气流在第一层穿孔管外腔得到充分的减速，再经过第一层穿孔管进行初次消声，然后通过第二层穿孔管进行二次消声，最后通过第二层穿孔管上的小孔进入到对冲腔，使气流在对冲腔发生对冲，气流在对冲的过程中速度逐渐降低，再生噪声减小消声效果增强。通过对双层穿孔管结构的传递损失进行推导，分析结构参数对消声性能的影响，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：提出的消声方法能够在高频入射声波的情况下维持较高的传递损失和较宽的消声频带。     

计及气流的同轴穿孔管排气消声器消声性能的研究

基于传递矩阵法,推导基本传递矩阵建立数学模型,运用Matlab数学编程软件编制程序,仿真计算了轴向穿孔管消声器的插入损失随频率、结构参数变化的三维图以及气流速度和温度对消声性能影响的三维图,仿真结果表明：穿孔率、穿孔管壁厚、气流速度和温度对消声器消声性能有着重要影响,这对消声器设计及改进有着重要的指导意义。     

穿孔管消声器消声性能的有限元计算及分析

使用有限元法计算穿孔管消声器的传递损失,并与实验测量结果进行了比较,二者吻合良好。穿孔率 相同而孔径不同的两个穿孔管消声器的传递损失与具有相同直径和长度的简单膨胀腔消声器的传递损失比较表 明,穿孔管对消声器的低频性能影响较小,而对中频消声性能影响很大、对高频消声性能影响有限。     

消声水池声场仿真研究

采用网格计算方法建立了消声水池声场的低频仿真分析模型,利用该模型对消声水池中三维声场进行了仿真分析,验证了其可靠性,并将分析结果与镜像声学方法计算进行了比较.通过分析得到不同频率不同吸声效果下消声水池声场的起伏程度等参数.     

薄膜型声学超材料的管道消声特性研究

针对管道低频流噪声难于有效控制的弊端,设计了一种薄膜型声学超材料及其性能测试装置,根据声波传递理论计算了管道内薄膜在声压作用下的振动特性。利用COMSOL软件的声固耦合模块研究了薄膜的消声特性,并进行了对比试验。结果表明:薄膜在低频范围内有较好的消声性能,薄膜的共振频率即为其消声工作频率;薄膜的振幅越大,传递损失值越高,最高达54 dB;薄膜参数的变化对超材料的消声性能有调节作用,通过改变施加在薄膜上的预应力和薄膜厚度,分别实现了传递损失峰值频率偏移120 Hz与110 Hz;通过改变附着质量块大小,实现了100 Hz及以下超低频消声。相关研究为主动声学超材料以及紧凑型管道消声器的设计提供了依据。     

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。     

基于解析法的旁支管共振消声带宽计算

旁支管是应用广泛的共振消声结构。应用解析方法推导旁支管共振结构的传递损失和共振频率计算公式,考虑三维修正,给出旁支管共振消声带宽与各种参数的定量关系,定义消声带宽与共振频率的比值为带宽参数,研究带宽参数与传递损失以及旁支管其他参数的变化关系,最终给出旁支管共振消声带宽计算公式。最后,通过三维有限元方法(Finite Element Method,FEM)计算旁支管的消声带宽并与文中公式结果进行比较,结果显示,两种结果吻合良好,验证了计算公式的可靠性和准确性。     

柔性壁扩张式消声器的消声性能分析及优化

在车用进气管路中，针对传统刚性壁消声器消声效果的局限性，以柔性壁扩张式消声器为研究对象，建立了其声固耦合解析模型并进行了验证，对比分析了刚性壁消声器与柔性壁消声器的消声性能。以提高消声器的传递损失峰值与均值为目标，以柔性壁弹性模量、壁厚及消声器扩张比为优化变量，采用遗传算法对柔性壁消声器进行了优化。最后，对所设计消声器的耐负压性能进行了分析。结果表明：所建立的模型具有较高的精度；相比于刚性壁消声器，柔性壁消声器具有更高的传递损失峰值和更低的峰值频率；所采用优化方案具有有效性；所设计消声器在进气管路中有良好的适用性。     

国五标准柴油机排气系统声学性能研究与设计

针对满足国家第五阶段排放标准的排气系统,设计具有良好消声性能的消声结构。首先通过实验分析的方法研究发动机排气声源特性,发现与发动机点火频率相关的低频阶次噪声在排气噪声中占主导地位。然后基于平面波理论计算催化转化器传递损失,通过GT-Power声学仿真与阻抗管传递损失测试进行验证,分析出载体在中高频具有良好的消声性能,这种性能可以使其代替吸声棉对排气中的高频气流噪声产生很好抑制效果。基于发动机声源特性以及催化器的声学性能,设计出针对低频噪声的消声器方案,并针对长尾管的声模态共振问题,在尾管中添加穿孔管消声器,降低特定转速下的模态噪声。实验表明设计方案达到预期的消声效果,且与相同型号发动机的国四标准排气系统对比具有更低的排气背压,可提升发动机效率与燃油经济性。     

亥姆霍兹共振消声器的优化设计

亥姆霍兹消声器能够有效地抑制特定频率的低频噪声。设计了一种亥姆霍兹消声器,可以对频率在145 Hz处的噪声进行降噪处理。但是所设计的消声器的消声带宽较窄,因此需要在保证消声器共振频率不发生改变的情况下,将亥姆霍兹消声器的消声频带增大。使用遗传算法对亥姆霍兹消声器的结构参数进行优化,将优化后的结构进行仿真模拟。仿真结果表明消声器的消声带宽从32 Hz拓宽到了86 Hz。之后进行了实验验证,实验结果显示消声带宽从55 Hz增大到105 Hz,消声频带扩宽了91%,证明了优化结果的可行性,并且实现了宽频带的消声,为消声器的设计优化提供了参考。     

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。     

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。     

纵向轨枕长度对梯式轨道减振性能的影响

为研究纵向轨枕长度对梯式轨道减振性能的影响,在现有纵向轨枕长度(6.15 m)的基础上,设计了另外两种纵向轨枕长度(3.65 m和8.65 m)。通过有限元软件Ls-Dyna建立不同纵向轨枕长度的梯式轨道模型,并通过实验室测试,验证其正确性。分析结果表明:纵向轨枕长度为6.15 m的梯式轨道(1)时域内,具有最小的基底振动加速度峰值;(2)1 Hz~200 Hz频段,具有最小的基底振动加速度峰值(峰值频率为49 Hz);(3)除1 Hz~5 Hz频段外,传递损失均大于纵向轨枕长度为3.65 m的梯式轨道传递损失。1.6 Hz~2.2 Hz频段以及7.6 Hz~200 Hz频段,传递损失大于纵向轨枕长度为8.65 m的梯式轨道传递损失。