应用Fluent矿用汽车消声器内部流场和声场分析

矿用汽车发动机功率大、排气流量大、排气温度高等特点,对消声器设计提出较高要求,对其内部流场和声场进行分具有重要意义。针对排气消声器空气动力性能进行研究,并结合压力场分析,讨论流场和声场对消声性能影响。基于Fluent对隔板位置不同的四种消声器模型在同种工况下进行三维流场数值模拟分析,可知隔板位置对消声器压力损失影响不大,并结合压力损失理论计算验证数值模拟的可靠性。搭建实验台架,通过管道实验法进行实验,用测试数据对比验证模拟方法的可行性,分析结果可知:消声器的消声量与其内部气体流速呈现负相关,随其减小强度有增大的趋势,进出口压力损失则与气流速度的平方成正比;利用声学分析,探讨消声器隔板位置对消声性能产生的影响,发现其影响有限;为实际设计生产提供参考。     

考虑流场和温度场影响的内燃叉车排气消声器改进设计

针对某内燃叉车最高速排气噪声过大的问题,利用Fluent软件对排气消声器内流场进行了计算,并通过建立内流场数据与声学网格间的耦合关系,在声学仿真软件中计算得出了排气消声器在流场和温度场同时作用下的传递损失;依据声学仿真结果,针对内燃叉车排气消声器消声能力的不足,进行了改进设计和仿真计算,并通过内燃叉车排气噪声试验验证了排气消声器的改进效果。研究结果表明,改进后的排气消声器使内燃叉车排气噪声下降3.07 d B(A);气流流速的增大和温度的升高会使消声器的传递损失曲线向高频方向移动,且随着频率的增大偏移量变大,同时高频处的传递损失也有所增大。     

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.     

结构因素对扩张式消声器压力损失影响

作为消声降噪的主要设备,排气消声器不仅要保证一定的消声性能,还要尽量减少压力损失。发动机的功率损失与压力损失息息相关,因此设计消声器时必须控制压力损失的大小。影响消声器压力损失的因素有很多,比如消声器结构、入口流速、温度等。利用计算流体力学方法分析消声器内部流场分布,探讨不同结构因素下压力损失的变化关系,对于消声器的设计开发具有指导意义。     

挖掘机消声器设计与声场流场分析

根据某挖掘机提供的发动机参数计算了发动机排气噪声基频,设计出一种阻抗复合消声器,并运用数值分析的方法对消声器的声场与流场进行了分析;对消声器建立了数值仿真模型,用声学有限元方法对其内部声场进行了仿真,分析了该消声器内部的声压分布特性和传递损失曲线;再采用计算流体动力学(CFD)方法对内部气体的流动特性进行了仿真分析,仿真计算得到消声器的入口与出口的压力损失。该仿真分析表明设计的消声器不仅具有良好的消声效果,而且还能满足压力损失要求。数值分析方法较为准确的模拟了消声器的性能,为消声器设计提供了参考依据。     

基于CFD流场特性分析发动机进排气系统设计

进排气系统是发动机重要的附属结构,对保证发动机正常工作具有重要意义.根据发动机进排气系统的结构特点,针对进气系统、排气系统、消声器等进行选型设计和结构设计;保证各部分结构满足发动机的压力和流量要求;采用理论分析计算、CFD建模仿真分析、试验台验证分析等相结合的方法进行设计分析.对排气管和消音器进行三维计算流体模拟仿真,得到速度场、压力场的分布图,并对设计关心的进出口压差进行计算;特别对消声器的穿孔板部分采用了多孔阶跃边界条件进行处理;采用试验方法对消声器设计进行验证.结果 可知:空滤器进气阻力(滤芯干净时):8英寸/237mm水柱高度;管道总阻力为2.079英寸/52.8mm水柱高度;单个最大流量是:972.27L/s＞ 904.5L/s,满足发动机要求;排气系统的排气管路和消声器总压损为3.52KPa,满足发动机排气背压要求;系统的CFD分析结果表明管道布局合理,无真空区和负压区,气流顺畅;试验结果表明,消声器消声效果最高可达40dBA;而达到发动机的排气流量流速时,压力损失为1869.12Pa,而设计值为1802.38Pa,二者的误差为3.72％,结果基本一致,表明设计结果可靠;为同类设计提供参考.     

基于Fluent的FSAE赛车消声器的优化设计

采用SolidWorks软件建立消声器三维实体模型,应用Fluent软件对消声器内部速度流场、压力流场及湍动能的分布情况进行数值模拟分析。根据分析结果对消声器进行优化设计,以降低消声器内部的涡流强度,减少排气过程的压力损失。     

小孔喷注式与扩张式消声器串接的仿真和应用

针对某生产车间特殊工艺产生的排气放空噪声,设计了小孔喷注扩张式复合消声器,并利用CFD软件Fluent进行了消声器的流场仿真分析。建立了二维轴对称的简化模型,求解选用了大涡模拟方法,得到了消声器内部及附近的速度和压力分布云图,及消声器的插入损失和压力损失数据。仿真结果预测了该消声器的消声量满足工业噪声标准,其空气动力学性能符合工艺要求。     

抗性消声器的CFD仿真及压力损失研究

针对抗性消声器压力损失问题,利用CFD方法对消声器的内部流场进行了仿真分析,并将其结果与试验数据进行了对比分析,验证了仿真分析的可靠性.在此基础上,对消声器的结构进行改变,分析了内插管、中间挡板位置以及进口空气流速等因素对消声器压力损失的影响规律,进而为抗性消声器的设计提供了依据.     

新型催化消声器CFD仿真分析

排放标准日益严格,国内汽车排放系统的催化效率必须进一步提高,以适应即将实施的国六排放标准。催化消声器的流场特性影响催化效率,在开发阶段研究流场特性具有重要意义。针对国六排放标准开发且由DOC+DPF+SCR组成的新型催化消声器,建立催化消声器CFD仿真分析模型,计算DPF的压差,并与试验数据进行对比分析。基于催化消声器CFD模型研究腔体速度场、温度场、压力场,重点分析了催化器进出口端面的速度均匀系数、压差及温度分布情况,表明了催化器区域流体均匀分布,温度变化较小,有助于化学反应效率的提高,且排气压力损失满足设计要求。     

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。     

COMPUTATIONAL FLUID DYNAMICS RESEARCH ON PRESSURE LOSS OF CROSS-FLOW PERFORATED MUFFLER

The pressure loss of cross-flow perforated muffler has been computed with the procedure of physical modeling,simulation and data processing. Three-dimensional computational fluid dynam-ics (CFD) has been used to investigate the relations of porosities,flow velocity and diameter of the holes with the pressure loss. Accordingly,some preliminary results have been obtained that pressure loss increases with porosity descent as nearly a hyperbolic trend,rising flow velocity of the input makes the pressure loss increasing with parabola trend,diameter of holes affects little about pressure loss of the muffler. Otherwise,the holes on the perforated pipes make the air flow gently and meanly,which decreases the air impact to the wall and pipes in the muffler. A practical perforated muffler is used to illustrate the available of this method for pressure loss computation,and the comparison shows that the computation results with the method of CFD has reference value for muffler design.     

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。     

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。     

基于CFD的抗性消声器流体动力学特性研究

本文通过复杂结构抗性消声器流体动力学建模、仿真和数据后处理等过程,讨论了利用计算流体力学方法计算消声器的压力损失方法,分析了消声器内部的结构对消声性能和压力损失的影响。得出结论:穿孔管结构能够改善消声器内部的流体动力学特性,并且是影响消声器压力损失的重要因素;穿孔管和内插管相结合的结构对有比较好的消声效果。利用试验数据和计算机仿真分析,验证了利用CFD技术进行消声器压力损失预测的可行性。     

排气消声器的设计及性能仿真分析

利用基于三维声波波动方程的有限元软件ANSYS对设计的某型重型卡车排气消声器进行声学仿真分析,计算得到其在(0~2000)Hz各频率上的声压等值线图,并计算得到传递损失曲线。将消声器性能测试所得结果与仿真结果相比较,发现在分析频段内消声量能较好的吻合,证明该方法是高效可行的,能较准确地预测消声器性能。相对传统的经验类比法和传递矩阵法,在设计理论和计算方法上都有很大提高,能够有效减少消声器基于一维平面波理论设计所带来的误差,对企业实际生产具有重要意义。