小孔噴注復(fù)合式消聲器綜合性能分析與優(yōu)化
本文關(guān)鍵詞:小孔噴注復(fù)合式消聲器綜合性能分析與優(yōu)化,由筆耕文化傳播整理發(fā)布。
【摘要】:混合動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)以其節(jié)能、低排,符合環(huán)保要求而著稱。發(fā)動(dòng)機(jī)在氣動(dòng)、燃油兩種工作模式下,排氣噪聲特點(diǎn)更復(fù)雜,降低噪聲消聲器的研究更具有意義。結(jié)合排氣壓力波動(dòng)大、噪聲頻帶寬、低頻噪聲峰值突出的特點(diǎn),本文采取小孔噴注與擴(kuò)張室復(fù)合型式,是對傳統(tǒng)消聲器的改進(jìn)升級,是應(yīng)對高排氣壓力的一種新探索和研究。利用小孔噴注的移頻作用、擴(kuò)張室抑制低頻峰值及多級串接加寬頻帶來實(shí)現(xiàn)混合動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)排氣噪聲控制;谛】讎娮⒃砑捌浣Y(jié)構(gòu)上的復(fù)雜性和優(yōu)化參數(shù)的繁雜性,對于其復(fù)合消聲器的聲學(xué)性能和空氣動(dòng)力性能,論文中采取建模仿真分析,借助Virtual.Lab和FLUENT仿真算法通過大量模擬、運(yùn)算,進(jìn)行較為準(zhǔn)確的分析。在研究其消聲性能方面,分別從完整結(jié)構(gòu)、除小孔噴注完整結(jié)構(gòu)、擴(kuò)張室、小孔噴注等方向進(jìn)行內(nèi)部聲場仿真計(jì)算。單一結(jié)構(gòu)的分類仿真計(jì)算,進(jìn)一步分析了傳統(tǒng)消聲器擴(kuò)張室在上、下截止頻率范圍內(nèi)的消聲能力和特點(diǎn),同時(shí)得出小孔噴注周圍聲場輻射的特點(diǎn)和“移頻”特性;通過計(jì)算結(jié)果的對比,小孔噴注和擴(kuò)張室的串聯(lián)結(jié)構(gòu)對于整體結(jié)構(gòu)的消聲性能有促進(jìn)作用,同時(shí)增強(qiáng)了消聲器在低、中頻段的消聲能力。通過對空氣動(dòng)力性能的分析,在保證一定的聲學(xué)性能基礎(chǔ)上,力求對復(fù)合消聲器參數(shù)進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化。用排除法找出對其空氣動(dòng)力性能主要影響的結(jié)構(gòu),經(jīng)仿真對比分析,小孔噴注對其空氣動(dòng)力性能影響較大;采用優(yōu)化軟件Isight集成建模網(wǎng)格一體軟件ICEM和FLUENT,優(yōu)化計(jì)算得出最優(yōu)的小孔噴注結(jié)構(gòu)參數(shù)。通過優(yōu)化驗(yàn)證和實(shí)驗(yàn)預(yù)測,對優(yōu)化結(jié)果評估。優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)參數(shù),在消聲性能和空氣動(dòng)力性能方面,對比傳統(tǒng)消聲器有所提高。實(shí)驗(yàn)預(yù)測,也進(jìn)一步證實(shí)了優(yōu)化結(jié)構(gòu)給消聲器整體綜合性能帶來的改善。至此,小孔噴注和擴(kuò)張室的串聯(lián)優(yōu)化結(jié)構(gòu)在消聲性能和空氣動(dòng)力性能上取得突破。
【關(guān)鍵詞】:排氣降噪 消聲器 小孔噴注 消聲性能 空氣動(dòng)力性能
【學(xué)位授予單位】:太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2015
【分類號】:TB535.2
【目錄】:
- 摘要3-5
- ABSTRACT5-10
- 第一章 緒論10-16
- 1.1 課題研究背景和意義10-11
- 1.2 復(fù)合式消聲器的研究現(xiàn)狀11-12
- 1.3 復(fù)合式消聲器中各組成結(jié)構(gòu)性能的研究現(xiàn)狀12-14
- 1.3.1 抗性消聲器聲學(xué)性能研究12-13
- 1.3.2 復(fù)合式消聲器的聲學(xué)特性13
- 1.3.3 混動(dòng)排氣復(fù)合消聲器的研究觀點(diǎn)13-14
- 1.4 本文研究內(nèi)容14-16
- 第二章 復(fù)合式消聲器理論和設(shè)計(jì)基礎(chǔ)16-38
- 2.1 小孔噴注理論16-23
- 2.1.1 噴注噪聲16-19
- 2.1.2 小孔噴注降噪19-23
- 2.2 傳統(tǒng)消聲器理論基礎(chǔ)23-27
- 2.2.1 排氣噪聲類型23-24
- 2.2.2 Helmholtz波動(dòng)方程的推導(dǎo)24-27
- 2.3 小孔噴注串聯(lián)擴(kuò)張室結(jié)構(gòu)復(fù)合式消聲器設(shè)計(jì)27-36
- 2.3.1 消聲器設(shè)計(jì)要求27-28
- 2.3.2 多級擴(kuò)張消聲器的設(shè)計(jì)28-34
- 2.3.3 小孔噴注參數(shù)尺寸的確定34-36
- 2.4 本章小結(jié)36-38
- 第三章 消聲器聲學(xué)性能和流場仿真38-64
- 3.1 小孔噴注復(fù)合式消聲器仿真理論分析38-43
- 3.1.1 傳遞導(dǎo)納理論38-41
- 3.1.2 消聲器聲學(xué)有限元理論41-43
- 3.2 小孔噴注輻射聲場仿真43-48
- 3.3 小孔噴注復(fù)合式消聲器的聲學(xué)性能仿真48-59
- 3.3.1 小孔噴注復(fù)合式消聲器內(nèi)部結(jié)構(gòu)48-49
- 3.3.2 小孔噴注兩級擴(kuò)張復(fù)合消聲器聲場仿真分析49-54
- 3.3.3 不帶小孔噴注的兩級擴(kuò)張室消聲器聲學(xué)性能仿真54-58
- 3.3.4 有、無小孔噴注對整體消聲性能影響分析58-59
- 3.4 對小孔噴注復(fù)合式消聲器的空氣動(dòng)力性能仿真59-62
- 3.5 本章小結(jié)62-64
- 第四章 小孔噴注復(fù)合式消聲器仿真優(yōu)化64-76
- 4.1 小孔噴注孔徑參數(shù)對整體消聲性能的影響64-66
- 4.2 兩級擴(kuò)張室結(jié)構(gòu)的流場仿真分析66-68
- 4.3 噴注孔徑的空氣動(dòng)力性能仿真優(yōu)化68-73
- 4.3.1 二次規(guī)劃優(yōu)化算法的應(yīng)用68-70
- 4.3.2 Isight仿真軟件操作及前處理70-72
- 4.3.3 噴注孔徑的空氣動(dòng)力性能優(yōu)化仿真結(jié)果72-73
- 4.4 聲學(xué)性能仿真驗(yàn)證73-74
- 4.5 本章小結(jié)74-76
- 第五章 小孔噴注復(fù)合式消聲器消聲效果預(yù)測76-80
- 5.1 數(shù)據(jù)采集76-77
- 5.2 消聲器消聲效果預(yù)測77-78
- 5.3 本章小結(jié)78-80
- 第六章 總結(jié)與展望80-82
- 6.1 總結(jié)80-81
- 6.2 展望81-82
- 參考文獻(xiàn)82-86
- 碩士期間發(fā)表學(xué)術(shù)論文86-87
- 致謝87
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