共振式消声器声学性能三维时域计算及分析

共振式消声器是改善进排气噪声的重要措施。基于计算流体动力学(CFD)的方法对共振式消声器声学特性进行计算,并通过有限元技术验证了模型与计算结果的准确性。研究流速及温度变化对共振式消声器传递损失的影响规律,结果表明:随流速增加,共振频率处峰值减小,通过频率处传递损失逐渐接近共振峰峰值,消声器频率特性向高频移动,整体消声量下降;随温度增加,共振频率向高频移动,峰值减小,带宽增加;流速、温度对低频处传递损失的影响大于高频。     

汽车消声器的声学性能分析与结构优化

针对某三缸发动机排气噪声超出目标限值,将声学性能作为评价指标,利用Virtual.Lab声学有限元模块对排气消声器的声学性能进行仿真分析,对比传递损失试验结果对该声学软件的仿真精度作出评价:Virtual.Lab软件在整个频段与试验值较为接近,能准确的反映消声器的声学性能。根据原排气消声器的传递损失分析结果,提出亥姆霍兹共振腔结构及阻抗复合型结构等参数设计的前后端消声器优化方案。最终对优化后的排气消声器进行尾管噪声试验,确认排气噪声达标。     

耦合Helmholtz共振消声器的设计及参数分析

基于传统Helmholtz共振消声器提出了一种机械耦合式共振消声器结构,以改善传统共振消声器的声学性能。该消声器的共振腔中内置附加有质量块的柔性板结构,将共振腔分隔为上下2部分腔体。入射的声波激励起柔性板结构的振动,与上下腔体相互耦合形成新的2自由度系统,从而将传统Helmholtz共振器的共振峰一分为二。基于理论分析柔性板附加质量块,以使其振动特性更具有可调性。同时,借助有限元软件分析其结构参数对消声器声学特性的影响规律,并通过实验验证结构的有效性。     

汽车排气消声装置的结构与消声性能分析

为了实现对汽车工业中排气消声装置的消声性能分析,以常用共振式消声器为原型,通过建立声学理论模型进行声学分析,确定出这一类型消声器的声学边界条件,并通过应用大型通用多物理场耦合软件COMSOL进行参数化建模,在排气噪声频率段内进行求解得到消声器的消声性能。通过对圆形截面、矩形截面、带倒角截面共振消声器进行分析,得出圆形截面共振消声器的消声性能明显优于其余两种结构的消声性能,导角半径对消声性能的影响无明显规律性,但总体消声性能优于无倒角截面,最后通过分析共振腔轴向尺寸,得出轴向长度差异对消声量也有影响。     

某新车型排气系统尾管声学性能优化

针对某新车型排气噪声怠速超标问题,采用GT-Power软件对排气消声器结构进行了消声性能优化,并使用计算流体动力学软件Fluent验证了优化方案的内部流场分布较为理想。建立了用于计算排气尾管噪声的发动机与排气系统耦合仿真模型,并用发动机台架实验数据修正了模型精度,计算对比了原消声器方案和优化方案的三挡全油门加速尾管噪声。整车实验测试了原方案和优化方案的怠速及三挡全油门加速尾管噪声,实验结果表明优化方案较原方案有较大程度改进,满足了工程实际要求。     

大功率柴油机抗性消声器性能建模分析

在排气系统安装消声器是汽车尾气噪声控制最有效的办法,实现消声器高性能、低压损是排气噪声控制的理想目标。基于排气噪声产生机理及控制方法,根据大功率柴油机排气特点和设计要求,针对QSK19柴油发动机符合要求的抗性消声器进行初步设计。采用ANSYS、GAMBIT分别建立其有限元分析模型,采用SYSBOTISE对其进行声学分析,采用FLUENT进行空气动力学分析。根据模型分析结果对原设计进行改进设计,在减小原有体积的基础上,同时满足消声和空气背压的要求,为同类大功率柴油发动机消声器设计和改进提供参考。     

赫姆霍兹共振器数值分析与超材料应用

利用有限元分析软件对单腔赫姆霍兹共振器进行数值仿真,对比了共振频率在集中参数模型下的理论值和仿真值的差异,分析了共振腔高径比对共振频率的影响。由于单腔共振器的共振频带非常窄,可采用腔体串、并联的几何结构扩宽共振频带。对由周期性赫姆霍兹共振器构成的一维超材料进行分析计算,证实这种结构具有良好的低频降噪性能。     

一种柴油机用复合式消声器的设计与实验研究

针对公司研发的一款铁路维护机械,设计了共振腔型带穿孔管的阻抗复合式消声器。首先进行抗性消声器设计,通过对中低频的噪声进行分析计算,得到消声管道直径、共振腔直径、穿孔管板厚、开孔直径、共振腔长度和开孔个数等关键参数。然后,通过在抗性消声器内增加阻性材料,便成为阻抗复合式消声器。最后,根据理论计算结果进行消声器模型设计和制造,并装车验证。实验结果表明,所设计的阻抗复合式消声器能在不同工况下有效降低发动机的排气噪声。     

基于GT-POWER的穿孔式消声器传声损失分析及改进

为提升穿孔管消声器的消声性能,基于GT-POWER软件研究了穿孔参数对穿孔式消声器传声损失的影响及其规律。结果表明:中间管非全穿孔时传声损失会出现共振峰,将其与扩张腔组合能够消除扩张式消声器的通过频率,并抑制共振峰过快衰减。在此基础上,提出一种穿孔管与扩张腔的优化组合结构,并对某消声器进行改进,改进后的传声损失得到了显著提高。     

汽车排气系统振动分析及优化

针对某款乘用车设计阶段的排气系统,以其振动特性为研究指标,利用有限元软件hyperworks对汽车排气系统整体约束模态进行有限元建模和分析,通过模态振型和应变能结果分析,对前消声器管路进行设计优化,从而使排气系统全约束模态避开怠速、起步频率段,避免了排气系统和发动机的共振。结合平均驱动自由度位移(ADDOFD)方法对排气系统的吊钩位置进行设计优化,从而使得排气吊钩布置位置更加合理,较少排气系统振动传递到车身上。