【摘要】：隨著中國汽車保有量的逐年增加,車輛噪聲污染問題愈來愈嚴(yán)重。發(fā)動機(jī)噪聲是整車的主要噪聲源之一,而排氣噪聲作為發(fā)動機(jī)噪聲的主要組成部分,是影響駕乘舒適性的重要因素。如何設(shè)計研發(fā)消聲效果好、排氣背壓小的排氣消聲器是工程技術(shù)人員關(guān)注的焦點。本文結(jié)合對典型消聲單元壓力損失與傳遞損失的研究結(jié)果,以某型車的柴油發(fā)動機(jī)排氣消聲器作為研究對象,對其開展臺架試驗和流場、聲場的性能仿真計算,分析其多場性能,提出對原排氣消聲器的改進(jìn)與優(yōu)化方案,并對優(yōu)化方案進(jìn)行多場性能分析與驗證。本文的主要內(nèi)容有以下幾個部分:(1)首先對排氣消聲器的研究理論與性能評價指標(biāo)進(jìn)行綜述,接著在流場分析理論基礎(chǔ)上,利用流體分析軟件Fluent對擴(kuò)張式、內(nèi)插管式和直通穿孔管式消聲單元開展壓力損失研究,探討擴(kuò)張比、內(nèi)插管長度、穿孔率、穿孔直徑等尺寸參數(shù)對消聲單元壓力損失的影響規(guī)律,最后根據(jù)流體仿真計算結(jié)果提出了一種壓力損失修正公式,為消聲器空氣動力學(xué)性能分析和預(yù)測提供了依據(jù)。(2)基于聲學(xué)有限元法,利用聲學(xué)仿真軟件Virtual.Lab研究典型消聲單元尺寸參數(shù)對其傳遞損失的影響規(guī)律,并以某柴油發(fā)動機(jī)排氣消聲器為研究對象,開展發(fā)動機(jī)臺架試驗,得到排氣消聲器插入損失、功率損失比以及排氣噪聲頻譜特征,對原排氣消聲器進(jìn)行壓力場、溫度場、速度場和聲場的性能仿真分析,為下一步優(yōu)化消聲器提供了明確方向。(3)基于對消聲單元壓力損失和傳遞損失的研究結(jié)果,同時考慮消聲器的預(yù)留安裝空間,對原消聲器進(jìn)行了聲學(xué)與空氣動力學(xué)性能的多場優(yōu)化,并對優(yōu)化的消聲器進(jìn)行多場性能分析,最后與原消聲器進(jìn)行對比,結(jié)果表明所提出的優(yōu)化方案能夠?qū)崿F(xiàn)多場優(yōu)化的目的。綜上所述,在排氣消聲器的工程實際問題中,對其開展多場性能分析與試驗研究,結(jié)合仿真與試驗的分析結(jié)果,對其進(jìn)行多場性能優(yōu)化的研究方法具有一定的理論意義與工程實用性。
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U464.134.4
【圖文】：

本文研究框架流程圖

使用 CFD 方法對消聲單元進(jìn)行有限元流對消聲單元壓力損失的影響規(guī)律，對已有的壓抗性排氣消聲器的前期性能預(yù)測和后期性能改3.1 擴(kuò)張式消聲單元的壓力損失研3.1.1 擴(kuò)張比對壓力損失的影響擴(kuò)張式消聲單元又稱作膨脹式消聲單元，張腔組成，主要是利用管道內(nèi)聲波在管道截面噪聲的原理來設(shè)計的[68]。擴(kuò)張式消聲單元的基本結(jié)構(gòu)示意圖如圖 3的比值定義為擴(kuò)張比。擴(kuò)張式消聲單元的基本管道直徑 d=70mm，擴(kuò)張腔長度 L=250mm，壁件一定的情況下，擴(kuò)張式消聲單元的擴(kuò)張比對

南京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文影響運(yùn)算速度[69]，若劃分得過稀則會影響求解質(zhì)量檢查以保證網(wǎng)格質(zhì)量，最終得到消聲單元=16 時的流體有限元模型如圖 3.2 所示。之后將置，設(shè)置進(jìn)口邊界條件為速度入口，入口流速垂直于入口邊界，進(jìn)口溫度設(shè)置為 623K，出口壓300K，消聲單元壁面材料選擇 Q235，其平均散溫度設(shè)置為 300K，消聲器內(nèi)部壁面設(shè)置為絕氣成分等效為空氣，設(shè)置為三維不可壓縮流體程，采用一階迎風(fēng)離散格式，選擇 SIMPLE 算力影響[70]，運(yùn)算迭代步數(shù)設(shè)置為 1000 步，進(jìn)行

【參考文獻(xiàn)】

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1 鄧兆祥;趙海軍;趙世舉;李沛然;楊杰;;穿孔管消聲單元氣流再生噪聲產(chǎn)生機(jī)理[J];內(nèi)燃機(jī)學(xué)報;2009年05期

2 王雪仁;繆旭弘;季振林;張?zhí)煸?;管道和消聲器聲學(xué)性能的試驗測量技術(shù)研究[J];內(nèi)燃機(jī)工程;2009年02期

3 董紅亮;鄧兆祥;來飛;;考慮溫度影響的消聲器聲學(xué)性能分析及改進(jìn)[J];振動工程學(xué)報;2009年01期

4 李洪亮;谷芳;程魁玉;王務(wù)林;潘書杰;;某轎車消聲器性能的數(shù)值模擬[J];汽車工程;2008年10期

5 羅振華;張先騰;黃錦成;;消聲器消聲單元的降噪性能研究[J];裝備制造技術(shù);2008年03期

6 孟曉宏;金濤;;復(fù)雜結(jié)構(gòu)消聲器消聲特性的數(shù)值分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化[J];振動工程學(xué)報;2007年01期

7 張智輝;陳軍;王樹宗;鐘曉峰;;消聲器內(nèi)部流場的數(shù)值模擬[J];振動與沖擊;2006年06期

8 葛蘊(yùn)珊;譚建偉;姜磊;宋艷冗;;汽油車進(jìn)排氣系統(tǒng)降低噪聲研究[J];汽車技術(shù);2006年11期

9 孟進(jìn);韓國華;袁衛(wèi)平;葉懷漢;;單缸柴油機(jī)排氣系統(tǒng)聲學(xué)性能的仿真[J];內(nèi)燃機(jī)工程;2006年03期

10 胡效東;周以齊;方建華;焦培剛;;關(guān)于發(fā)動機(jī)排氣管消聲器的研究[J];機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新;2006年01期

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1 張紀(jì)元;重型柴油機(jī)SCR系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)研究[D];山東大學(xué);2013年

2 胡效東;基于CFD仿真和試驗的抗性消聲器研究[D];山東大學(xué);2007年

本文編號：2744429