基于CFD方法的旁支型消声器性能分析

基于计算流体力学方法,综合考虑声学和流体动力学特性,对旁支型消声器进行性能分析。运用一维CFD软件GT-power计算了两种旁支型消声器具有不同插入长度时的传递损失,并对其结果进行了对比分析;利用三维CFD软件FLUENT对其流场特性进行数值模拟,计算得到了各模型的压力损失曲线,并对其影响因素进行了分析,仿真还得到了消声器腔内流速和湍动能的分布,进一步分析了其流动特性,并结合声学性能和流体动力学特性得到两种较好的结构布置,从而为消声器的设计优化提供了依据。     

膨胀腔消声器声学和阻力特性的研究及应用

针对消声器参数设计和优化问题,利用Virtual.Lab和Fluent仿真计算消声器的声学传递损失、阻力损失。分析腔数变化的条件下,消声器容积、扩张比、腔长的变化对传递损失和阻力损失的影响。结果表明消声器腔数增加会对消声性能有明显改善,侧重考虑腔长和扩张比的消声器消声效果最好;腔数相同的消声器阻力损失相差不大。以某内燃机厂生产的单缸汽油机消声器为例,运用声学有限元软件和CFD软件计算其传递损失和阻力损失,分析原设计消声器的不足,加以改进,提高了其声学性能。并利用噪声分离法,验证了模型的正确性,为消声器设计和改进提供了一定依据。     

轮式挖掘机复杂结构抗性消声器研究及设计

针对某型轮式挖掘机发动机排气噪声的频率组成分布在低中高全频段的特点,根据共振腔消声器和扩张室消声器这两种基本消声单元结构特性,提出了一种恰当结合两种基本消声单元结构进行复杂结构抗性消声器设计的方法,使得消声器在全频段具有良好的消声效果,运用GT-power仿真软件对挖掘机发动机和消声器进行了耦合仿真,预测了复杂结构抗性消声器的性能,利用正交实验的方法对消声器内部结构参数进行了优化,最后通过实车测试进行了验证。实验及研究结果表明,所设计的复杂结构抗性消声器声学性能和空气动力性能良好,发动机排气噪声在全频段均有所下降,消声器插入损失平均达到18 d B(A),压力损失在许可范围内。     

涡轮增压器泄气噪声的优化

针对某汽油发动机上出现的涡轮增压器泄气噪声,本文基于赫姆霍兹消声器原理,以多孔多腔消声器对泄气噪声进行优化的设计方案。设计过程中,运用声学有限元方法,对所设计的消声器进行声学性能仿真分析,计算出传递损失,并通过整车试验对多孔多腔消声器设计方案进行对比验证,试验结果表明该设计方案对泄气噪声可取得明显减弱效果,满足整车NVH性能要求,为涡轮增压器泄气噪声的治理提供理论与实践参考。     

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。     

基于传递矩阵的内燃机电站排气消声器优化设计

建立了排气噪声器插入损失的计算模型,利用传递矩阵建立了排气抗性消声器消声性能分析模型,并利用优化算法,对所设计的消声器参数进行了预测、优化和消声性能分析.经过试验测试,表明优化设计后消声器消声性能得到了提高,优化设计效果明显.     

基于传递矩阵法车用抗性消声器结构优化设计

专用汽车的发动机功率大、排气流量大、排气温度高等特点,因此,抗性消声器成为降低排气噪声的重要装置,采用传递矩阵分析法对抗性消声器性能进行频域分析。针对多腔体、具有并联结构的复杂抗性消声器各参数对传递损失的影响,使用传递矩阵分析法对其结构进行优化设计。利用声学运动方程、连续性方程及四子参数法推导其传递矩阵,获得传递损失曲线。为提高消声器的效率,应用Matlab将基本消声单元进行模块化设计,搭建消声器实验台,对比实验分析和理论计算消声器的传递损失。结果可知:使用传递矩阵分析法所建模型能达到较高的预测精度;中间腔容积的变化对消声器消声性能有较大影响;通过调节隔板位置获得消声器内部各腔最佳容积,此时的消声量达到11d B,满足实际要求。     

基于人体运动仿真的自行车结构优化

为了使自行车具有良好的骑行性能、动力输出性能,自行车设计过程需要根据人体的身体特征对自行车结构进行优化.采用一种新颖的人机建模仿真软件——The Anybody Modeling System,建立了自行车-人体下肢耦合模型并进行动力学仿真,分析了自行车结构尺寸对人体骑行状态的影响,并对自行车结构的相关因素进行正交试验.针对特定人体尺寸,以人体骑行舒适性为客观评价指标.给出了自行车的结构优化参数.     

基于COMSOL的某轻型货车排气消声器设计

针对传统消声器设计存在的样件试制与试验周期长、成本高等问题,提出了一种基于正交优化设计思想,结合COMSOL软件设计发动机排气消声器的方法。首先,基于某轻型货车发动机的相关参数,匹配设计了排气消声器的相关结构参数;其次,利用COMSOL软件建立了消声器的声学仿真分析模型,并进行了传声损失分析研究;最后,基于正交优化设计理论对消声器的相关结构参数进行了正交优化试验研究。研究表明,结构参数优化设计后的消声器平均消声量可达32dB。     

方程式赛车车架的轻量化设计

以大学生方程式赛车为实例,研究在满足整车振动频率、强度、刚度等约束的前提下,运用有限元分析软件对车架进行拓扑设计和尺寸优化.根据赛事规则,初步建立车架主体结构,运用ANSYS对车架结构进行拓扑设计,得到合理结构;以车架扭转刚度、车架结构性能等为评价标准,以管件尺寸为设计变量,对车架结构进行尺寸优化;通过试验验证,8字绕环测试成绩较原有提高5.3％.最终车架质量相较于原始车架减轻了3.804 kg,减重幅度达到12％,且各项性能指标均有大幅度提升,取得了良好的轻量化效果.     

新式压力回复型消声器研究

为同一台轴流风机分别设计配套常规片式消声器和新式压力回复型消声器,然后进行对比试验.分析表明:常规的片式消声器使风机的风道尺寸变长,配套成本增加;新式压力回复型消声器将消声器和进气段与扩压段一起考虑,缩短风道尺寸,降低配套成本,比常规的片式消声器减少了风机的压力损失,提高了有效压力,节约电能.     

客车排气消声器的数值仿真计算方法

采用有限元法建立一6m轻型客车的消声器模型,并用边界元方法计算了该排气消声器的声学特性.经与试验测试结果比较,在分析频段内能较好的吻合,表明该设计方法是有效可行的.并对比了改进后消声器的消声性能,结果显示消声性能得到了提高.证明这种消声器的设计和数值计算方法,在解决企业实际问题中可以缩短设计周期,更好的降低排气噪声.     

摩托车排气净化消声器性能分析

研究了催化器结构对消声器性能的影响,在催化器内加入细插入管建立新催化器模型来模拟催化器的内噪声传递及损失,分析并对比了安装与未安装催化器的消声器的噪声传递损失,运用GT-Power软件建立摩托车发动机工作过程与带催化器的消声器的耦合仿真模型,得到消声器在发动机各转速下的插入损失和压力损失。分析结果显示,消声器在中低频段消声效果较好,在中高频段消声效果较差。根据仿真和试验结果对消声器结构进行改进,改进后的消声器在发动机各转速下消声效果得到改善,插入损失增加3~5dB,仿真结果与试验结果吻合良好。     

穿孔和非穿孔消声器压力损失研究

本文利用三维CFD方法,研究了抗性消声器内部流体动力学仿真和压力损失计算的过程,分析了四种穿孔和非穿孔单腔消声器的流场流速和压力分布,研究了相应的压力损失随入口流速的变化趋势.得出结论:,穿空管消声器的流体动力学性能要好于非穿孔类消声器,对膨胀腔冲击比较小;在相同边界条件下,穿孔管消声器的压力损失大于非穿孔类消声器.对复杂抗性消声器的设计有比较好的参考价值.     

Coherence technique for noise reduction in rotary compressor

The noise and vibration of a rotary compressor, a type of multi-input, single output system, are generally studied through frequency analysis. Although this method is effective in analyzing frequency components, using this method to identify the specific source of the noise (4 kHz to 6 kHz) is difficult. Hence, noise source should be studied systematically. In this study, a coherence analysis method based on systems analysis is used to identify the compressor noise source. Compressor noise source is identified through the coherence between the vibration signals on the shell of the compressor and the noise signal at one point near the compressor (1 m away from the compressor). A one-third octave band is employed for frequency analysis. The design of experiment is conducted to identify possible noise factors, such as volume, size, and neck area of the resonator in the compressor cylinder. Analysis showed that noise was generated from the cavity of the cylinder and the muffler inside the rotary compressor. A new type of muffler was applied to the rotary compressor to verify this finding. Noise was dramatically reduced.     

螺杆空压机用消声器的设计和优化

高转速的干式螺杆空压机的排气管路中的噪声都比较大,为了有效降低螺杆空压机的排气噪声,利用双层微穿孔板声学理论,建立了由微穿孔板的孔径、板厚、穿孔率、腔深等结构参数计算双层微穿孔板结构扩散场吸声特性的数学模型,设计了一种适合该类空压机用的消声器,并利用遗传算法对其结构参数进行优化,得到双层微穿孔板最佳的吸声特性。优化结果表明:优化后的双层微穿孔板消声器的吸声系数比优化前大大提高,更有利于高转速干式螺杆空压机减噪的需求。     

基于CATIA软件的特种车辆消声器优化设计

消声器是最重要、最有效的降低整车噪声的成本低廉方法之一。本文首先阐述了消声器的消声原理及设计要求;然后根据公式确定消声器的几何参数;最后,采用CATIA三维软件完成消声器的三维建模。根据本优化设计方案,找出了影响消声器性能的因素,优化了结构参数,改善了整车的消声性能。     

汽车排气消声系统的整体设计试验分析

汽车排气消声系统的整体消声性能是影响整车NVH性能和发动机效率的重要因素,在多级消声单元组成的排气消声系统中,消声单元的排列位置不同,对系统整体的消声效果也不相同。对某型汽车消声器在各消声单元的排列位置不同的情况下,测量了相应的插入损失和排气压力。试验结果表明,合理布置消声单元可以获得较大的插入损失和较小的排气压力,使消声器整体设计更为合理。     

汽车消声器的性能分析与结构优化

以某款排气消声器为例,将美国GTI公司研发的GT—POWER引入,分析了排气消声器的消声性能。优化可先测试出不理想的频率段,利用GT—POWER模拟分析消声器的传递损失,对比未达标频率段与消声器的传递损失,即可针对性地修改消声器内部结构,通过试验测试,验证排气噪声是否达标。     

CAD/CAE技术在消声器设计中的应用

消声器作为噪声治理工程中常用的元器件在实际工程中发挥着很大的作用。常规消声器设计方法效率偏低。将先进的CAD/CAE技术与消声器设计相结合,通过三维实体建模、有限元分析、边界元计算,找到一条快速便捷可靠的消声器设计新思路。