【摘要】：汽車的發(fā)展使人們的交通出行更加便捷,但隨其保有量的激增,也給社會帶來一系列的負面問題,車輛行駛過程中所產(chǎn)生的噪聲等問題逐漸引起人們的關(guān)注。據(jù)相關(guān)研究表明,車輛行駛所發(fā)出的噪聲已經(jīng)成為城市環(huán)境噪聲的主要噪聲源。通常情況下,在排氣系統(tǒng)中安裝消聲器是降低汽車噪聲的主要方式,消聲器的聲學(xué)性能對汽車噪聲的控制起到至關(guān)重要的作用。隨著車輛行駛的高速化發(fā)展,再生噪聲對消聲器聲場特性的影響日趨顯著。因此,開展再生噪聲特性的研究對于開發(fā)出性能優(yōu)良的消聲器具有十分重要的意義。本文首先采用數(shù)值分析的方法從流速、壓力和湍動能三個方面分析三種典型的基本消聲器內(nèi)部氣流流動狀況,并結(jié)合Fluent中寬頻噪音模型預(yù)測不同消聲器腔體內(nèi)再生噪聲的分布。其次,構(gòu)建不同消聲器的聲學(xué)有限元模型,并結(jié)合文獻試驗結(jié)果驗證聲學(xué)模型的正確性。研究氣流流速和消聲器主要結(jié)構(gòu)參數(shù)(偏置距離、管口直徑、插入長度、穿孔大小、穿孔位置)的變化對消聲器再生噪聲的影響,并總結(jié)相關(guān)變化趨勢。最后,以降低排氣管出口處的再生噪聲聲壓級作為優(yōu)化目標,采用響應(yīng)曲面法完成多腔消聲器的優(yōu)化設(shè)計。優(yōu)化后的消聲器相比優(yōu)化前再生噪聲聲壓級降低2.835d B,該方法減少了優(yōu)化設(shè)計過程中迭代求解的次數(shù),縮短了計算求解的時間,能夠廣泛運用于再生噪聲和其他聲學(xué)性能的優(yōu)化問題中。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U464.134.4
【圖文】：

10華 中 科 技 大 學(xué) 碩 士 學(xué) 位 論 文圖2-1 內(nèi)插管式消聲器結(jié)構(gòu)簡圖（1）同軸式內(nèi)插管消聲器消聲器入口流速為30m/s時，經(jīng)穩(wěn)態(tài)計算后得到內(nèi)插管消聲器內(nèi)部流場分布如下圖所示：圖2-2 速度云圖 圖2-3 速度流線圖從速度云圖2-2和速度流線圖2-3可以看出，進氣管和排氣管管道中心處的氣流流速比較大，靠近壁面位置的流速減小，這是由于空氣具有粘性力性質(zhì)，氣流在管道中流通時產(chǎn)生了沿程能量損失。氣流從進氣管出口噴出后，沿噴射方向的高速氣流將會卷吸附近的低速氣流，使之發(fā)生旋轉(zhuǎn)而形成較大的漩渦。噴射氣流的體積越來越大，氣流流速越來越低，只在出口管附近保留著體積逐漸縮小的高速氣流，形成噴射氣流的勢核，由于擴張腔長度的限制，速度勢核未完全成型就隨周圍低速氣流流入排氣管中。速度勢核外焰區(qū)域的低速氣流在排氣管進口處由于截面的突變分成兩部分

消聲器入口流速為30m/s時，經(jīng)穩(wěn)態(tài)計算后得到內(nèi)插管消聲器內(nèi)部流場分布如下圖所示：圖2-2 速度云圖 圖2-3 速度流線圖從速度云圖2-2和速度流線圖2-3可以看出，進氣管和排氣管管道中心處的氣流流速比較大，靠近壁面位置的流速減小，這是由于空氣具有粘性力性質(zhì)，氣流在管道中流通時產(chǎn)生了沿程能量損失。氣流從進氣管出口噴出后，沿噴射方向的高速氣流將會卷吸附近的低速氣流，使之發(fā)生旋轉(zhuǎn)而形成較大的漩渦。噴射氣流的體積越來越大，氣流流速越來越低，只在出口管附近保留著體積逐漸縮小的高速氣流，形成噴射氣流的勢核，由于擴張腔長度的限制，速度勢核未完全成型就隨周圍低速氣流流入排氣管中。速度勢核外焰區(qū)域的低速氣流在排氣管進口處由于截面的突變分成兩部分，大部分氣流隨速度勢核的高速氣流流入排氣管中，并使氣流的流速增大；少部分低速氣流會繼續(xù)向前流動

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本文編號：2733759