發(fā)布時間：2018-03-03 05:13

  本文選題：排氣系統(tǒng)　切入點：消聲器　出處：《重慶交通大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：研究發(fā)動機排氣系統(tǒng)性能是排放控制和噪聲控制的要求。采用傳統(tǒng)方法對發(fā)動機排氣系統(tǒng)的流動特性和聲學(xué)特性進行研究,難以獲得與實際相符的計算結(jié)果。采用有限體積法、聲學(xué)有限元法等三維數(shù)值模擬方法研究發(fā)動機排氣系統(tǒng)性能,既能模擬氣體的實際流動情況,又能考慮諸多因素對排氣系統(tǒng)性能的影響。本文以某企業(yè)某款發(fā)動機排氣系統(tǒng)為原模型,對其流動特性、聲學(xué)特性以及流動特性對聲學(xué)特性的影響進行了分析研究。首先,采用流固耦合方法對排氣系統(tǒng)的流動特性進行研究。對排氣系統(tǒng)的流固耦合模型進行三維數(shù)值模擬計算,得到了發(fā)動機全速全負荷工況下排氣系統(tǒng)內(nèi)的壓力場、溫度場以及速度場分布情況。根據(jù)流場分布結(jié)果,進一步分析了排氣系統(tǒng)壓力損失的原因,提出了溫度場分析研究的必要性,給出了系統(tǒng)內(nèi)部流體的具體流動狀況。其次,采用某企業(yè)搭建的試驗臺架,以排氣系統(tǒng)上6個測試點的排氣背壓值和排氣溫度值作為比較對象,驗證了三維流固耦合數(shù)值模擬計算結(jié)果的可靠性。其后,采用聲學(xué)有限元法對排氣系統(tǒng)的聲學(xué)特性進行研究。對消聲系統(tǒng)的聲學(xué)有限元模型進行聲學(xué)有限元分析,以傳遞損失作為評價指標(biāo),分別對前消聲器、后消聲器、整個消聲系統(tǒng)的聲學(xué)特性進行分析,得到了前、后消聲器以及整個消聲系統(tǒng)的傳遞損失曲線,并給出了部分頻率值下的聲壓分布云圖。最后,對溫度、流速這兩個因素對消聲器聲學(xué)特性的影響進行研究,得到了耦合溫度、流速因素的消聲系統(tǒng)傳遞損失曲線。研究結(jié)果表明:考慮溫度因素后,消聲頻譜向高頻移動,表現(xiàn)為傳遞損失曲線的第一個峰值由320Hz移向480Hz,第二個峰值由400Hz移動到670Hz。低頻段的平均消聲量降低了約20dB,消聲效果變差,中高頻段的平均消聲量增加了15dB左右,消聲特性得到了一定的改善;考慮流速因素后,平均消聲量相較與未考慮流速因素時略有增加,增幅約為3dB。總體來看,溫度對聲學(xué)特性的影響比流速對聲學(xué)特性的影響更為明顯。
[Abstract]:To study the performance of engine exhaust system is the requirement of emission control and noise control. The flow and acoustic characteristics of engine exhaust system are studied by traditional method. Three dimensional numerical simulation methods such as acoustic finite element method (FEM) are used to study the performance of engine exhaust system, which can simulate the actual flow of gas. The influence of many factors on the performance of the exhaust system can be considered. In this paper, the flow characteristics, acoustic characteristics and the effects of the flow characteristics on the acoustic characteristics of a certain engine exhaust system in an enterprise are analyzed and studied. The fluid-solid coupling method is used to study the flow characteristics of the exhaust system. The three-dimensional numerical simulation of the fluid-solid coupling model of the exhaust system is carried out, and the pressure field in the exhaust system at full speed and full load is obtained. Temperature field and velocity field distribution. According to the result of flow field distribution, the cause of pressure loss in exhaust system is further analyzed, the necessity of temperature field analysis is put forward, and the specific flow status of fluid in the system is given. In this paper, a test rig built by an enterprise is used to compare the exhaust back pressure and exhaust temperature of six test points on the exhaust system. The reliability of the numerical simulation results of three-dimensional fluid-solid coupling is verified. Acoustic finite element method is used to study the acoustic characteristics of the exhaust system. The acoustic finite element analysis of the acoustic finite element model of the silencing system is carried out. The acoustic characteristics of the whole silencing system are analyzed, the transmission loss curves of the front and rear mufflers and the whole silencing system are obtained, and the sound pressure distribution clouds under some frequency values are given. Finally, for the temperature, The influence of two factors on the acoustic characteristics of muffler is studied, and the transmission loss curves of the coupling temperature and velocity factor are obtained. The results show that the frequency spectrum of the muffler moves to the high frequency after the temperature factor is taken into account. The first peak value of the transmission loss curve moved from 320Hz to 480 Hz, and the second peak value moved from 400 Hz to 670 Hz. The characteristics of noise suppression have been improved to a certain extent, and the average silencing rate is slightly higher than that when the velocity factor is taken into account, and the increase is about 3 dB, as compared with that when the velocity factor is not taken into account. The effect of temperature on acoustic characteristics is more obvious than that of velocity.
【學(xué)位授予單位】：重慶交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U464.134.4

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本文編號：1559681