基于CFD的消声器声学及流体动力学性能分析

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1、ＴＩＡＮＪＩＮＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ中国第－所现代大学ＦＯＵＮＤＥＤＩＮ１８９５嫌？９硕士学位论文学科专业：机械工程作者姓名：田赛龙指导教师：毕凤荣副教授＊天津大学研究生院１２０１６年１１月ｔ中文摘要噪声对人体健康、环境等都有不同程度的危害。随着我国汽车保有量的不断增加，排气噪声的影响日益突出，针对噪声的法规也越来越严格，安装消声器成为控制排气噪声最经济有效的途径，但由此造成的排气阻力会浪费发动机功率。因此，在消声器设计时应兼顾声学及流体力学特性，获得更优的综合性能。本文以某一简单抗性消声器为例，对

2、比了不同声学及流体力学计算方法，根据计算精度、计算效率确定了三维有限元和三维时域脉冲法结合计算声学特性，计算流体力学方法计算流体力学特性的方案。通过对结构参数不同的多个模型仿真计算，分析了扩张腔长度、扩张腔直径、内插管布置、内插管长度、扩张腔个数、扩张腔分配比例、扩张腔截面连接管布置、进出口偏置、共振式消声器等对消声器声学及流体动力学特性的影响规律。消声器实际工作中有气流通过内部结构，流速对声音在管道内的传播特性会有影响，因此，在获得无流工况下消声器声学特性后，接着分析了不同进气流速下简单抗性消声器、多腔抗性消声器、单腔共振式消声器、共振腔并联式消声器和腔体外部

3、串联式消声器传递损失频率特性的变化，得到进气流速对不同结构消声器的影响程度。本文以某型号发动机为目标，通过实验手段测得其额定转速下排气口测点噪声频谱，提取出对排气噪声有重大贡献的基频阶次噪声，为后续消声器优化提供参考。对原配置消声器建模分析，评价其声学传递损失及压力损失。在保持消声器外部整体尺寸不变的前提下，调整消声器内部结构参数，在改善计算频率范围内消声特性的同时，降低消声器压力损失。关键词：消声器，传递损失，压力损失，流速IABSTRACTNoisehasdifferentdegreesofharmonhumanhealthandtheenvironment

4、.WiththeincreaseofcarownershipinChina,effectsofexhaustnoisehavebecomeincreasinglyprominent.Atthemeantime,noiseregulationsbecomemoreandmorestringent.Muffleristhemosteconomicalandeffectivewaytocontroltheexhaustnoise,buttheexhaustresistanceleadstowasteenginepower.Therefore,themufflerdes

5、ignprocessshouldtaketheacousticandfluidmechanicscharacteristicsintoaccountandobtainabettercomprehensiveperformance.Asimplemufflerwastakenasanexampletocomparethedifferentcalculationmethodsofacousticsandfluidmechanics.Accordingtothecalculationaccuracyandefficiency,thethree-dimensionalf

6、initeelementandthree-dimensionaltimedomainpulsemethodwascombinedtocalculatetheacousticcharacteristics,themethodofcomputationalfluiddynamicswasappliedtoanalyzethefluidcharacteristics.Thesimulationmodelofapluralityofdifferentstructureparametersweresimulatedinordertoanalyzetheacoustican

7、dfluiddynamiclawofexpansionofcavitylength,cavityexpansiondiameter,intubationarrangement,intubationlength,cavityexpansionnumber,cavityexpansionproportion,cavityexpansionsectionoftheconnectingpipelayout,theimportandexportofbias,theresonantsilencer.Duringactualworkcondition,thereisairfl

8、owpassingthr