【摘要】：隨著生活水平的不斷提升,人們對(duì)生活環(huán)境的安全性、舒適性的要求也越來越高,要求對(duì)車輛、通風(fēng)設(shè)備、工程機(jī)械等生活、生產(chǎn)設(shè)施產(chǎn)生的振動(dòng)噪聲進(jìn)行更加嚴(yán)格的控制。作為控制噪聲污染的重要措施,消聲器可以從傳播途徑上較好的降低噪聲輻射,在各個(gè)工程領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用,設(shè)計(jì)具有更高性能的消聲器能更好的控制噪聲污染。復(fù)雜結(jié)構(gòu)消聲器都是由基本的消聲元件通過運(yùn)用有效的設(shè)計(jì)原則合理的組合搭配而成,因此,基本消聲元件對(duì)消聲器的消聲特性具有決定性影響。所以本文以基本消聲元件為研究對(duì)象,探究局部結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)基本消聲元件性能的影響規(guī)律,給出提升基本消聲元件性能的一般性的設(shè)計(jì)原則,對(duì)消聲結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和控制噪聲污染具有重要意義。本論文是在國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目51275275、山東省優(yōu)秀中青年科學(xué)家獎(jiǎng)勵(lì)基金項(xiàng)目BS2010ZZ006的資助下完成的。本文以擴(kuò)張腔、微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)兩種消聲元件作為研究對(duì)象,探究了局部結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)這兩種消聲元件性能的影響,得出了相應(yīng)的結(jié)論和設(shè)計(jì)原則。本文主要開展了以下幾個(gè)方面的研究工作：第一,以擴(kuò)張腔為研究對(duì)象,詳細(xì)介紹了圓柱型擴(kuò)張腔的三維聲模態(tài)特性和基于三維聲模態(tài)特性的進(jìn)出口管布置原則,以及基于該布置原則帶來的壓力損失大幅上升的問題。以文獻(xiàn)中擴(kuò)張腔為基本模型,研究了擴(kuò)張腔中局部壓力損失產(chǎn)生的機(jī)理。結(jié)果表明,擴(kuò)張腔中局部壓力損失主要由剪切層粘性摩擦、壓縮口流速波動(dòng)、氣流速度被迫改變所引起。因此,可從這三方面著手降低壓力損失,并指導(dǎo)擴(kuò)張腔局部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。第二,基于進(jìn)出口管布置原則和擴(kuò)張腔中壓力損失產(chǎn)生機(jī)理,在提高聲學(xué)性能的前提下,詳細(xì)分析了進(jìn)出口管的偏置方式、傾斜角度對(duì)擴(kuò)張腔壓力損失的影響特性,并得到了進(jìn)出口管最佳傾斜角度。設(shè)計(jì)了多個(gè)聲學(xué)性能相同但具有不同偏置方式和傾斜方式的簡單擴(kuò)張腔消聲器模型,研究了擴(kuò)張比、長徑比、過渡圓弧等局部結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)這些模型擴(kuò)張腔壓力損失的影響規(guī)律。仿真結(jié)果表明,出口管不宜偏置。在各個(gè)結(jié)構(gòu)因素下,“傾斜且偏置進(jìn)口管+傾斜出口管”模型降低壓力損失的效果最好。研究了傾斜插入管的長度對(duì)擴(kuò)張腔綜合性能的影響。研究結(jié)果表明,傾斜插入管減弱了氣流之間的剪切摩擦,可有效降低壓力損失。但是,傾斜插入管卻極大的改變了擴(kuò)張腔的聲模態(tài)激發(fā)或抑制狀態(tài),從而改變聲學(xué)性能。該現(xiàn)象產(chǎn)生的根本原因是,膨脹口和壓縮口的空間位置是決定擴(kuò)張腔聲模態(tài)的抑制或激發(fā)狀態(tài)的的關(guān)鍵,傾斜插入管改變了膨脹口或壓縮口空間位置,從而改變聲學(xué)性能。由以上分析得出基于聲模態(tài)特性的傾斜插入管的布置原則是,將插入管上的膨脹口和壓縮口布置在各階聲模態(tài)的聲壓節(jié)點(diǎn)交匯區(qū)域,盡可能多的抑制各階聲模態(tài)。第三,研究了在簡化流道模型里,背腔深度、背腔長度、穿孔率、并聯(lián)等結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)聲學(xué)特性的影響�；谝陨戏治�,將不同長度的微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)并聯(lián)得到兩種組合方案。通過仿真分析兩種組合方案在動(dòng)車空調(diào)通風(fēng)管道加熱段模型內(nèi)的吸聲特性,并對(duì)優(yōu)選方案進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)測(cè)試。測(cè)試結(jié)果表明,加熱段內(nèi)嵌微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)起到了良好的消聲作用,降低了管內(nèi)噪聲,使得末端管口輻射噪聲降低了2.8dB(A)。在加熱段內(nèi)嵌微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)增加了氣流阻力,風(fēng)速有小幅下降。然而,氣流沖擊微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)兩側(cè)壁面,使得加熱段局部產(chǎn)生較大湍流噪聲,導(dǎo)致對(duì)應(yīng)位置聲壓級(jí)偏高。所以,在工程設(shè)計(jì)條件允許的情況下,可將微穿孔板做成與管壁一體的結(jié)構(gòu),以減弱湍流噪聲的影響。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：山東大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TB535.2

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本文編號(hào)：2405626