本文關(guān)鍵詞：計(jì)及氣流噪聲的消聲器性能仿真分析與優(yōu)化

  更多相關(guān)文章： 排氣系統(tǒng) 消聲器 氣流再生噪聲 消聲性能

【摘要】：消聲器是減小發(fā)動(dòng)機(jī)排氣噪聲的主要裝置。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),排氣速度增大,消聲器的復(fù)雜結(jié)構(gòu)容易產(chǎn)生氣流再生噪聲,從而影響其消聲效果。然而在傳統(tǒng)的消聲器排氣噪聲測試過程中很難將氣流再生噪聲進(jìn)行獨(dú)立分析,即使測量出消聲器的氣流再生噪聲也很難準(zhǔn)確的確定改進(jìn)的具體區(qū)域,導(dǎo)致在消聲器設(shè)計(jì)中對氣流再生噪聲的控制存在盲目性,使得消聲器的實(shí)際效果與期望存在較大差異。因此在消聲器設(shè)計(jì)階段對消聲器的氣流再生噪聲進(jìn)行預(yù)測成為必要。本文以某款商用車消聲器為研究對象,通過CAE仿真和試驗(yàn)相結(jié)合的方法,嘗試建立一個(gè)適用于實(shí)際消聲器開發(fā)的氣流再生噪聲預(yù)測流程。首先按照消聲器測試的相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)對其各工況消聲性能進(jìn)行試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)某些高轉(zhuǎn)速工況的插入損失不足16dB(A),存在改進(jìn)空間。然后通過仿真的方法,應(yīng)用GT-Power對發(fā)動(dòng)機(jī)與排氣系統(tǒng)進(jìn)行耦合仿真,得到的發(fā)動(dòng)機(jī)外特性曲線與試驗(yàn)結(jié)果比較,誤差小于5%。但分析發(fā)現(xiàn)GT-Power的一維特性不能準(zhǔn)確預(yù)測發(fā)動(dòng)機(jī)高轉(zhuǎn)速工況下消聲器的尾管噪聲,因此應(yīng)用FLUENT對消聲器內(nèi)部流場進(jìn)行三維仿真。利用寬頻噪聲源模型得到消聲器壁面聲功率級的分布,并對消聲器流場特征與氣流再生噪聲的產(chǎn)生進(jìn)行定性分析,利用LES模型仿真得到氣流再生噪聲聲源數(shù)據(jù)。最后在Virtual.lab中對采集的氣流再生噪聲聲源的聲傳播進(jìn)行計(jì)算,與試驗(yàn)數(shù)據(jù)對比發(fā)現(xiàn)瞬態(tài)質(zhì)量流條件下的仿真結(jié)果更接近試驗(yàn)值�；谝陨戏抡娣治�,對氣流再生噪聲較大的穿孔區(qū)域進(jìn)行改進(jìn),提出3組改進(jìn)方案。將改進(jìn)后的消聲器與原模型進(jìn)行對比分析,綜合考慮整體的消聲效果,方案c在低轉(zhuǎn)速的消聲效果影響較小,在高轉(zhuǎn)速的氣流再生噪聲平均減小了1.42dB(A),基本滿足改進(jìn)要求。結(jié)合傳統(tǒng)的試驗(yàn)方法,充分發(fā)揮三種軟件的各自優(yōu)點(diǎn),進(jìn)行聯(lián)合仿真,得到了滿足工程精度要求的氣流再生噪聲預(yù)測結(jié)果,為消聲器氣流再生噪聲的預(yù)測提供了一種新思路,對提高消聲器聲學(xué)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性具有一定的指導(dǎo)意義。
【關(guān)鍵詞】：排氣系統(tǒng) 消聲器 氣流再生噪聲 消聲性能
【學(xué)位授予單位】：重慶理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U464.134.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 1 緒論9-15
• 1.1 研究意義9-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-13
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 論文研究內(nèi)容與技術(shù)路線13-15
• 1.3.1 主要內(nèi)容13-14
• 1.3.2 技術(shù)路線14-15
• 2 消聲器性能試驗(yàn)15-21
• 2.1 試驗(yàn)?zāi)康?/span>15
• 2.2 試驗(yàn)條件與設(shè)備儀器15-16
• 2.2.1 試驗(yàn)條件15
• 2.2.2 試驗(yàn)設(shè)備15-16
• 2.3 測試方法16-17
• 2.3.1 尾管噪聲測量16
• 2.3.2 排氣背壓差測量16
• 2.3.3 插入損失測量16-17
• 2.4 試驗(yàn)結(jié)果與分析17-19
• 2.5 本章小結(jié)19-21
• 3 一維排氣噪聲仿真21-31
• 3.1 排氣噪聲一維時(shí)域流體仿真方法21-24
• 3.1.1 一維流體控制方程21-22
• 3.1.2 —維有限體積法基本方程22
• 3.1.3 計(jì)算的時(shí)間步長22-23
• 3.1.4 一維聲學(xué)量的計(jì)算23-24
• 3.2 發(fā)動(dòng)機(jī)及排氣系統(tǒng)仿真模型24-28
• 3.2.1 發(fā)動(dòng)機(jī)模型建立與驗(yàn)證24-27
• 3.2.2 排氣系統(tǒng)及消聲器模型27-28
• 3.3 發(fā)動(dòng)機(jī)與排氣系統(tǒng)耦合仿真結(jié)果分析28-30
• 3.4 本章小結(jié)30-31
• 4 瞬態(tài)條件下氣流再生噪聲仿真31-47
• 4.1 氣流再生噪聲產(chǎn)生的原因31
• 4.2 氣動(dòng)聲學(xué)理論基礎(chǔ)31-33
• 4.2.1 Lighthill方程32
• 4.2.2 氣流中的基本聲源32-33
• 4.3 氣流再生噪聲的計(jì)算方法33-34
• 4.3.1 寬頻噪聲模型計(jì)算法33-34
• 4.3.2 CAA直接計(jì)算法34
• 4.3.3 FW-H聲類比法34
• 4.3.4 混合計(jì)算法34
• 4.4 氣流再生噪聲計(jì)算34-44
• 4.4.1 流場仿真計(jì)算35-39
• 4.4.2 聲場仿真計(jì)算39-44
• 4.5 仿真結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果對比44-46
• 4.6 本章小結(jié)46-47
• 5 排氣消聲器的性能改進(jìn)47-55
• 5.1 改進(jìn)方案的提出47
• 5.1.1 排氣消聲器改進(jìn)思路47
• 5.2 改進(jìn)方案的幾何模型47-49
• 5.3 改進(jìn)方案聲學(xué)性能對比49-53
• 5.3.1 傳遞損失對比分析逡逡49-50
• 5.3.2 插入損失對比分析50
• 5.3.3 氣流再生噪聲聲源分布對比50-52
• 5.3.4 氣流再生噪聲對比52
• 5.3.5 尾管噪聲對比分析52-53
• 5.4 本章小結(jié)53-55
• 6 結(jié)論與展望55-57
• 6.1 全文總結(jié)55-56
• 6.2 論文的創(chuàng)新點(diǎn)56
• 6.3 研究展望56-57
• 致謝57-59
• 參考文獻(xiàn)59-63
• 個(gè)人簡歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及取得的研究成果63

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 鄧兆祥;趙海軍;趙世舉;李沛然;楊杰;;穿孔管消聲單元?dú)饬髟偕肼暜a(chǎn)生機(jī)理[J];內(nèi)燃機(jī)學(xué)報(bào);2009年05期

2 趙海軍;鄧兆祥;;消聲單元產(chǎn)生氣流再生噪聲的流場分布特征[J];內(nèi)燃機(jī)學(xué)報(bào);2011年04期

3 趙海軍;鄧兆祥;李沛然;;穿孔管式消聲單元?dú)饬髟偕肼暱偣β誓Ｐ蚚J];振動(dòng)與沖擊;2011年08期

4 趙海軍;鄧兆祥;;計(jì)及氣流再生噪聲的消聲器消聲量的分析[J];汽車工程;2011年07期

5 羅虹;趙世舉;趙海軍;楊杰;;消聲器氣流再生噪聲測試技術(shù)研究[J];噪聲與振動(dòng)控制;2010年05期

6 劉麗萍,朱振杰;探討消聲器結(jié)構(gòu)對氣流再生噪聲的影響[J];環(huán)境工程;2004年06期

7 劉麗萍,肖福明,陶莉莉;消聲器結(jié)構(gòu)對氣流再生噪聲的影響[J];農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào);2005年04期

8 趙海軍;鄧兆祥;潘甫生;;共振式消聲器氣流再生噪聲發(fā)生機(jī)理研究[J];內(nèi)燃機(jī)工程;2010年01期

9 李芳年;;豎立式消聲道的聲衰減規(guī)律探討[J];機(jī)械工廠設(shè)計(jì);1990年01期

10 顧身信;消聲器氣流再生噪聲的測試與評價(jià)[J];噪聲與振動(dòng)控制;1989年03期

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 趙海軍;內(nèi)燃機(jī)消聲器氣流再生噪聲研究[D];重慶大學(xué);2010年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 尹潞剛;基于CFD的消聲器氣流再生噪聲數(shù)值計(jì)算[D];江蘇大學(xué);2016年

2 匡芳;基于聲腔模態(tài)的抗性消聲器性能研究及改進(jìn)[D];重慶大學(xué);2016年

3 袁光亮;計(jì)及氣流噪聲的消聲器性能仿真分析與優(yōu)化[D];重慶理工大學(xué);2016年

4 潘甫生;內(nèi)燃機(jī)排氣消聲器設(shè)計(jì)技術(shù)研究[D];重慶大學(xué);2008年

5 姚杰;基于多腔的消聲器氣流再生噪聲研究[D];重慶大學(xué);2012年

6 郭學(xué)敏;乘用車排氣系統(tǒng)冷端內(nèi)流場仿真及消聲器再生噪聲預(yù)測[D];武漢理工大學(xué);2011年

，

本文編號：1067802