【摘要】：發(fā)動機排氣系統(tǒng)的作用是降低尾氣中污染物含量和發(fā)動機排氣噪聲,在降低排氣噪聲的同時還要求聲音具有加速感或舒適感等聲音品質(zhì)。當發(fā)動機高轉(zhuǎn)速運轉(zhuǎn)時排氣系統(tǒng)中會產(chǎn)生較大的氣流噪聲,使人感受極不舒適,因此需要對氣流噪聲進行控制。本文建立了包含排氣系統(tǒng)熱端和冷端的三維流場氣流噪聲仿真模型;得到了氣流噪聲在整個排氣系統(tǒng)中的聲功率分布規(guī)律和測點處聲壓級頻譜特性,在此基礎(chǔ)上研究了熱端和冷端結(jié)構(gòu)對氣流噪聲的影響規(guī)律。本文研究成果對于指導排氣系統(tǒng)設(shè)計具有重要的工程應用價值,主要研究內(nèi)容如下:首先,建立包含熱端和冷端的排氣系統(tǒng)整體三維流場氣流噪聲仿真模型。從幾何前處理、網(wǎng)格劃分與物理模型選擇等角度出發(fā),使用網(wǎng)格劃分軟件對排氣系統(tǒng)流場進行網(wǎng)格劃分。根據(jù)得到的網(wǎng)格模型建立了排氣系統(tǒng)三維流場氣流噪聲仿真模型,并搭建發(fā)動機準維工作過程仿真模型計算得到排氣系統(tǒng)邊界條件。研究了邊界層網(wǎng)格對模型網(wǎng)格數(shù)量與仿真結(jié)果的影響,發(fā)現(xiàn)隨著邊界層數(shù)的增長模型網(wǎng)格數(shù)量呈線性增長;在使用高雷諾數(shù)的k-ε湍流模型進行計算時,第一層邊界層網(wǎng)格y+值大于30且與30越接近壓損計算結(jié)果越精確。然后,對排氣系統(tǒng)氣流噪聲進行仿真分析與試驗研究�；趯掝l噪聲源模型和FW-H噪聲模型計算得到了整個排氣系統(tǒng)中聲功率分布規(guī)律和測點聲壓頻譜特性。同時結(jié)合流場分布特征分析發(fā)現(xiàn)當排氣系統(tǒng)中出現(xiàn)管道逐漸擴張的結(jié)構(gòu)、截面突變的結(jié)構(gòu)和彎管結(jié)構(gòu)時會產(chǎn)生氣流噪聲,且當噪聲源處湍動能越大,產(chǎn)生的氣流噪聲越大。將尾管后測點聲壓頻譜特性與GT-POWER尾管噪聲仿真結(jié)果和試驗測試結(jié)果進行對比,本文仿真結(jié)果與試驗結(jié)果最大相差約10dB,且曲線一致性較好,證明仿真方法是有效的。最后,研究排氣系統(tǒng)中不同結(jié)構(gòu)對氣流噪聲的影響規(guī)律。基于所建立的排氣系統(tǒng)氣流噪聲仿真模型,結(jié)合流場分布特征獲得了歧管式催化器、二級催化器和擴張腔消聲單元的氣流噪聲發(fā)聲機理。并對聲功率分布規(guī)律和測點聲壓頻譜特性進行分析與比較,發(fā)現(xiàn)周布式歧管式催化器產(chǎn)生的氣流噪聲要比直列式小;隨著催化器擴張角增大氣流噪聲減小;隨著擴張腔容積增大氣流噪聲增大;隨著擴張腔插入管的長度增長氣流噪聲減小。
【學位授予單位】：武漢理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：U467.493
【圖文】：

此時流動非常平緩，流體呈層狀流動，層與層之間互不干擾一臨界值時，流動呈湍流狀態(tài)，此時流動狀態(tài)十分復雜，流體度大小和速度方向無規(guī)則的劇烈脈動，無法用數(shù)學公式進行描1[45]為試驗測得的湍流狀態(tài)下在某一特定點的速度與時間的變化湍流狀態(tài)下速度具有極強的脈動性。

DNS、LES和RANS關(guān)系

浮力流（船舶設(shè)LES 模型力，氣動聲學，壁面湍流 DES，DDES，IDDES 模型研究及湍流模型構(gòu)建 DNS 模擬，航天 ScaleAdaptive Simulation（SAS 模均方程，想直接求解湍流的控制方程式十分困難的，一般在基礎(chǔ)模型時才會使用 DNS 方法對湍流進行直接求解。而在工流對整體流場所產(chǎn)生的的影響，是一個平均的效果，此時對實際工程應用的意義不大。于是便產(chǎn)生了雷諾時均lds 首先提出，下面詳細介紹雷諾時均方程的推導過程速度的 u 分量的雷諾假設(shè)示意圖，雷諾假設(shè)理論將其看)和附加脈動速度 ( , , , )的疊加，見式（2-20）：

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2 黃f逃

本文編號：2752103