微型消声器消声特性数值分析及性能优化.pdf

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1、机械设计与制造第4期140MachineryDesign&Manufacture2014年4月微型消声器消声特性数值分析及性能优化冯洋威，李志远，王小龙，李斌商z(1．合肥工业大学机械与汽车工程学院，安徽合肥230009；2．安徽微威胶件有限公司，安徽桐城231400)摘要：微型复杂消声器的内部声场比较复杂，无法用平面波理论进行计算和预测，为了研究微型复杂消声器的消声特性，在合理假设进出口、内壁面边界条件的基础上，使用HYPERMESH建立消声的三维有限元模型，通过SYSNOISE计算传递损失。然后，通过改变结构参数(扩张室级

2、数、内插管长度、隔板位置)，且针对某一噪声优势频率添加共鸣腔。根据压缩机原始噪声频率特性，寻找其最优的消声结构组合，有效地提高了消声器的消声性能。最后对消声器进行声学模态分析，得出传递损失出现低谷，部分是由于消声腔内出现声共振。关键词：消声器；传递损失；有限元分析；性能优化中图分类号：TH16；TB535文献标识码：A文章编号：1001—3997(2014)04—0140—03NumericalAnalysisandPerformanceOptimizationofMicroMufflerFENGYang—wei，LIZhi-

3、yuan，WANGXiao-long，LIBin-shang(1．SchoolofMechanicalandAutomotiveEngineering，HefeiUniversityofTechnology，AnhuiHefei230009，China；2．AnhuiWeiweiGlueGroupCo．，Ltd．，AnhuiTongcheng231400，China)Abstract：Theinnerfieldofcomplicatedstructuralmufflercouldnotbepredictedbyplanewav

4、etheory．ordertoanalyzetheacousticcharacteristicofthemuffler，itcreatedfinitemodelofthemuflerbyHYPERMESH，andcalculatedthetransmissionlosscurvebySYSNOISE．Then，anumberofeffectsestudied．includingthenumberofexpansions，thepositionofextendedtube．thepositionsofrigidbaffleint

5、hechamber．andresonancecavity∞addedinthemuffler．Accordingtotheoriginalnoiseofthecompressor，optimalcombinationWOSobtained，andtheacousticpe~,r,nanceofmufflerWO$improvedefficiently．Atlast，throughtheanalysisoftheacousticmode，thereasonofwdleysinthetransmissionl1)(tSacoust

6、icresonanceinthemuffler．KeyWords：Mufler；TransmissionLoss；FiniteAnalysis；PerformanceOptimization(2)内壁边界条件lI面不考虑壁面的吸收，媒质的法向加速度为0。为Neumann边消声器性能衡量的一个重要指标就是传递损失，传递损失求界。解方法一般有FEM、BEM和四端参数传递矩阵等多种方法。其中(3)出口边界条件传递矩阵法限于平面传播，对于结构复杂的消声器，采用有限元法出El定义全吸声的边界屙性，即在出口处定义声阻抗：或者边界元更有效。

7、FEM计算精度比BEM高，同时对网格质量Zp=-pc(1)要求较低，可以采用较粗的网格，减少单元数量，节省计算时间”I。2．2消声器传递损失理论由于消声器声场结构复杂，在建立消声器声场有限元模型时对于一维声波方程，在入口处的声压p和屁点振速可以写为：必须进行合理的边界条件假设，计算出消声器入口和出口的声压，pi：(p．’+pm)(2)进而求得消声器的传递损失日。采用Hypermesh建立有限元模型，．le4eJezSysnoise进行声场分析，分析不同结构参数下(内插管长度、隔板位=(曲叩“)(3)置)消声器的传递损失的变化，

8、并添加共鸣腔进行针对消声，根据式中：p一人口入射声压；p一入口反射声压。以上分析寻找最优组合，有效提高了消声器的消声性能。在出口X=L处，声压和质点速度分别为：2有限元模型的建立P。：fp『)3e-jkl,+I】)4e)(L4)．2．1边界条件：1(p,e-ik'~-pjk)