穿孔管消声器声学特性预测的单向耦合计算方法

基于流场与声场之间的单向耦合方法,研究了低马赫数非均匀流对穿孔管消声器声学特性的影响.首先使用CFD方法获取速度场分布,然后通过声学有限元计算得到声压场分布,最后利用基于非线性最小二乘法的曲线拟合进行平面波分解计算得到消声器的传递损失.对于直通和横流穿孔管消声器,传递损失数值计算结果和实验测量结果吻合良好.计算结果表明,在入口马赫数低于0.2的条件下,气流对于直通穿孔管消声器在平面波范围内的声学性能影响较小,而在高频范围内气流的影响作用应当引起重视;横流穿孔管消声器的声学性能对于气流速度的变化更加敏感.     

“消声器的研究”通过鉴定

“消声器的研究”是江苏省科委计划课题 ,该项目于 1 999年 1 2月在我校通过省科委组织的鉴定 该消声器是针对轻型在用汽车的消声器换装净化消声器而研制的 它由消声元件和催化载体优化匹配构成 该研究建立了消声计算模型软件 ,推导了各种不同的声学元件的传递矩阵 ,同时分析了载体、穿孔板和穿孔管的声学特性 ,编制了汽车发动机和排气系统优化设计软件 专家评审意见和查新资料表明 :该消声器的设计方法在国内处于领先 ;研制的消声器在常用工况的范围内其插入损失超过 30ｄＢ(Ａ) ,大大超过了合同规定的 2 5ｄＢ(Ａ)的指标 ,功率损失也…     

双层微穿孔管消声器传声损失理论计算与分析

基于一维平面波理论和微穿孔结构吸声理论,推导双层微穿孔管消声器传声损失理论模型,并将理论计算值与三维有限元声学仿真结果进行对比,利用消声器传声损失理论公式,对比双层和单层微穿孔管消声器的传声损失,分析内外层膨胀腔厚度对双层微穿孔管消声器声学特性的影响。研究结果表明:双层微穿孔管消声器在中低频的传声损失要大于单层微穿孔管消声器;增加内外层膨胀腔的厚度,可以提高双层微穿孔管消声器的消声特性;当双层膨胀腔总厚度固定,外层膨胀腔厚度大时,消声器在中低频的声学性能更好。     

基于响应面法的乘用车消声器声学性能优化

针对某乘用车车内、外消声器中频段(0.5~1.5kHz)降噪能力较差的问题,利用响应面法对消声器在中频段的传递损失进行优化.首先,采用Latin超立方法对插入管长度、穿孔板位置和穿孔率等设计变量进行采样,采用声学有限元法计算各样本点在中频段的传递损失;然后,利用Kriging模型建立中频段传递损失的响应面模型,并验证其计算精度;最后,利用遗传算法对该响应面模型的计算结果进行优化.结果表明,与优化前消声器在中频段的传递损失(27.05dB)相比,优化后消声器在中频段的传递损失(41.38dB)增加了14.33dB,其消声性能得到了明显改善.     

穿孔管插入式消声器消声频谱特性的四端网络法计算

利用四端网络方法对穿孔管插入式的抗性消声器进行分析,建立了该消声器的声传递矩阵,编制了相应的计算软件,计算出消声器的消声频率特性,试验证明,消声器声传递矩阵和计算程序是可行的,可以较正确地分析消声器的频率特性的走向趋势。     

复杂消声器中穿孔管传递矩阵的研究

在数值解耦分析的基础上,对复杂穿孔管消声器中几种常见的穿孔管结构进行分析,推导出了各自的传递矩阵。与声学有限元分析结果进行比较,结果表明数值解耦分析结果与有限元分析结果在中低频率范围内具有较高的精度。数值解耦分析方法对复杂穿孔管消声器的研究具有一定的指导意义;并且相对于有限元分析节约了大量的时间。     

微穿孔板简化仿真方法在双层微穿孔结构中的应用

为解决微穿孔板消声结构声学仿真计算过程中,微孔给有限元网格划分带来的困难,采用两种不同的简化方法模拟微穿孔板.其一将经典微穿孔板吸声结构理论与传递导纳法相结合,通过在穿孔板内外表面定义一组传递导纳系数表示微穿孔板;其二则计及板材料性能对吸声特性的影响,将微穿孔板转化为等价的多孔材料模型.分别运用这两种微穿孔板简化仿真方法对某高频双层串联微穿孔板消声器的传声损失进行仿真计算,并与阻抗管实验测试结果进行对比.结果表明,两种微穿孔板简化仿真方法均适用于双层微穿孔结构,且能准确有效地预测其声学性能.      

横流穿孔管消声器声学及阻力特性的数值分析

横流穿孔管消声器具有较宽的消声频带和良好的消声性能,被广泛应用于汽车排气噪声控制。本文应用三维数值分析方法,研究了横流穿孔管消声器的声学及阻力特性。得出如下结论:穿孔率是影响声学和阻力损失的最重要参数;穿孔直径对声学性能影响较小但对阻力损失影响较大;膨胀腔尺寸和气流速度的改变对声学和阻力损失都产生一定的影响。     

对规则腔与非规则腔消声器声学特性的对比分析

利用计算流体动力学软件及声学仿真软件,进行规则腔及非规则腔消声器内部流体动力学仿真、压力损失计算和传递损失分析,获得了腔体长度一定,截面积相等的圆形截面、椭圆截面和矩形截面的声学特性。仿真结果表明,非规则腔相比于规则腔消声器,异形口截面消声器压力损失更大,消声效果更好。穿孔率对消声器降噪效果有影响,穿孔率为12%时,中高频段噪声降低3.4dB。该研究结果为非规则腔消声器的优化设计提供了参考依据。     

汽车消声器声学性能优化分析

利用改变穿孔板结构的方法对原消声器进行了改进,并采用声学有限元软件Virtual Lab对优化后的消声器结构进行传递损失的分析。研究表明,经过优化后,消声器在低中频的消声性能得到显著的提高。原消声器还存在优化的可能性,为厂家优化当前的产品提供了一定的理论指导依据。     

考虑非均匀流场的管道声学理论及消声器研究

研究了考虑非均匀流场的刚性直管声场传递矩阵,通过将刚性直管沿轴向等分成N个微段,并假定每个微段内温度、气流马赫数和声速保持恒定的情况下,利用各微段间声压和体积速度的连续性条件.推导了刚性直管声场传递矩阵和扩张式消声器的插入损失数学模型,并进行了理论计算与声学特性分析.     

改善管式反应器内微观混合的途径

提出改善管式反应器内微观混合的基本途径是:减小流体初始微团尺寸和增加局部能量耗散速率。流速、管径、加料位置、体积比,特别是物性,通过影响这两个参数而影响微观混合性能。实验用化学偶合法考察了空管、Kenics静态混合器、湍流促进器、多孔分布板、肋条人工粗糙管及几种喷射器内的混合特性。结果表明,内插件和喷射器均能显著地改善管内微观混合状态。其中以Kenics静态混合器、多孔分布板和带有节流口的喷射器效果最佳。     

汽车消声器性能计算中的气流与温度因素

发动机排气噪声是汽车噪声中一个主要声源,消声器是控制排气噪声的一个重要方法.该文推导出两种消声单元的传递矩阵,在消声器性能计算过程中考虑气流和温度梯度的影响,并采用三维谱图方法研究气流对消声器消声性能的影响.编写了性能计算程序,计算结果与实验结果吻合较好,计算与实验精确性有待进一步提高.     

抗性消声器中穿孔板结构的声传递特性

本文利用声波在管中粘滞阻尼方面的理论,研究了存在气流时穿孔板结构的声传递特性。研究表明:穿孔板的声阻与孔板厚度、孔径、穿孔数目、声波频率和气流速度等因素有关。     

球形扩张式消声结构的设计思路

通过理论分析，提出了球形扩张式消声结构，这一结构具有比柱形扩张结构消声量更大的优点．将这一结构用于Ｓ１９５型柴油机消声器设计，结果新设计的消声器的消声性能和油耗指标都优于产品３消声器．     

结构参数对直通穿孔管消声器消声性能影响的数值分析

直通穿孔管消声器具有良好的消声性能和低的压力损失,广泛应用于内燃机进排气噪声控制.为了深入认识其消声性能,文章应用有限元数值分析方法,详细讨论了结构参数对消声性能的影响,结果证明:共振腔体积相同时横截面形状对消声性能影响很小;穿孔管消声器的长度既影响消声频率又影响消声量;消声器共振腔径向尺寸增加,低频消声量增加,共振频率移向低频;穿孔管壁厚、穿孔率和穿孔孔径的改变对低频消声量无影响,主要影响共振频率及中频消声性能.     

考虑气流影响的直通穿孔管消声器声学性能

为了研究气流对消声器传递损失的影响,采用有限元法(finite element method,FEM)和计算流体力学法(computational fluid dynamics,CFD)相结合的方法来解决这种流声耦合问题.以直通穿孔管消声器为例,计算出它们存在气流时的传递损失,并与文献中的实验数据和预测结果进行对比,以验证计算结果的准确性.研究结果表明:当忽略消声器内部气流引起的湍流噪声时,随着气流速度的增加,除了共振峰值处的传递损失显著减小外,多数频率处的传递损失有所增加,尤其是在较高频段内变化较为明显;随着气流温度的增加,传递损失曲线向高频方向移动.