隔板对汽车微穿孔管消声器声学特性的影响.pdf

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1、第3O卷第l1期农业工程学报Vbl_30No．112014年6月TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineeringJun．201453隔板对汽车微穿孑L管消声器声学特性的影响左曙光，龙国，吴旭东※，张孟浩，相龙洋，张琚(同济大学新能源汽车工程中心，上海201804)摘要：为分析隔板对微穿孔管消声器声学特性的影响，该文首先通过试验验证微穿孔管消声器传递损失数值计算方法，然后建立带隔板微穿孔管消声器传递损失的理论模型并利用数值方法进行验证，最后基于理论模型分析了隔板对微穿孔管消声器传递损失的影响。分析发现，隔板位

2、置影响主消声频带及传递损失大小，隔板越靠近中间位置，第一拱形衰减域向高频扩大，且传递损失越大；隔板数目增加，传递损失相应增大，但当隔板数目达到一定值时传递损失不再显著增大；在简单微穿孔管消声器内加隔板后，可以适当缩短膨胀腔长度，而不会明显降低该消声器消声性能，此方法可大大降低消声器的轴向长度，对微穿孔管消声器的优化设计具有指导意义。关键词：模型；有限元方法；汽车消声器；仿真；隔板；微穿孔管消声器；传递损失doi．10．3969~．issn．1002—6819．2014．11．007中图分类号：TB535文献标志码：A文章编号：1002—6819(2014)一1卜0053

3、—08左曙光，龙国，吴旭东，等．隔板对汽车微穿孔管消声器声学特性的影响[J]．农业工程学报，2014，30(11)：53—60．ZuoShuguang，LongGuo，WuXudong，eta1．Efectsofbafleonacousticattenuationperformanceofmicro-perforatedtubemufler[J]．TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering(TransactionsoftheCSAE)，2014，30(11)：53-60．(inChinesewithE

4、nglishabstract)提高。综上，前人的研究局限于利用数值仿真方法0引言分析隔板存在对常用消声器声学性能的影响，而数微穿孔管消声器是基于微穿孔板吸声理论u弓J值仿真方法存在建模复杂且计算耗时长等明显缺用于管道消声的共振式消声器。因其具有良好的气点。若能基于较准确的理论方法进行消声器声学分动声学性能[4】，故在各领域获得了广泛的应用[5-10】。析，则能显著提高效率以便进行深入研究。因此，为提高消声器的消声特性，有学者提出在消声本文针对微穿孔管消声器，建立了带隔板微穿孔管器内加入隔板装置。如汽车排气复杂消声器中利用消声器传递损失理论模型，便于有效分析隔板位置隔板将

5、消声器分割为多个不同结构的腔室[11-12】。季和数目对消声器声学特性的影响。振林L1_jJ利用边界元法对比分析单腔和双腔直通穿本文首先通过试验验证微穿孔管消声器传递孔管消声器传递损失后发现，利用隔板形成的双级损失的数值计算方法，接着建立带隔板微穿孔管消膨胀腔改善了中频消声性能。孟晓宏LlJ利用有限元声器传递损失的理论模型并利用有限元数值计算法分析隔板位置对复杂两级扩张式消声器传递损方法进行验证，最后基于理论模型探讨隔板对微穿失的影响，发现隔板位置对中低频传递损失影响不孔管消声器传递损失的影响。大，对高频传递损失影响较大；JinWooLee[J利用1微穿子L管消声器传递

6、损失数值计算与试基于有限元法的声学拓扑优化方法分析目标频率验验证的传递损失后发现，在同轴扩张腔消声器的扩张腔内加隔板可以增大其传递损失；孙新波u6J基于有限1．1传递损失数值计算单元法分析隔板的存在对穿孔管消声器声学性能简单直通微穿孔管消声器如图l所示。的影响，发现加入隔板后，消声器的声学特性有所下面简要介绍其传递损失的有限元数值计算方法[17-】。有限元仿真模型如图2所示，实体建模收稿日期：2014．03．04修订日期：2014．05．08时忽略消声器内部声传播过程的流固耦合作用，只基金项目：国家重大科学仪器设备开发专项(20l2YQl50256)作者简介：左曙光(1

7、968一)，男，湖南沅江人，博士，教授，博士生建立消声器内部空气腔模型。模型建立后，在有限导师，主要研究方向：汽车振动、噪声及系统动力学。上海同济大学元软件中分别定义入口激励、介质属性、出口无反新能源汽车工程中心，201804。Email：sgzuo@ton~i．edu．cn射边界条件、小孔传递导纳关系、求解器，然后※通信作者：吴旭东(1983一)，男，博士，助理教授，主要研究方向：汽车振动、噪声及系统动力学。上海同济大学新能源汽车工程中心，执行仿真，最后通过后处理求得传递损失。仿真过201804。Email：I118wuxudong@t