本文關(guān)鍵詞：某乘用車排氣系統(tǒng)聲學(xué)性能分析及優(yōu)化

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【摘要】：隨著汽車保有量逐年的快速增加,汽車行駛的車外噪聲帶來了巨大的噪聲污染。同時(shí),車內(nèi)噪聲則嚴(yán)重影響駕駛的安全性和乘坐的舒適性。因此,汽車的噪聲問題受到了越來越多的關(guān)注。作為降低汽車噪聲的有效方法,汽車消聲器的研發(fā)過程也受到越來越多的汽車生產(chǎn)廠家的重視。首先,本文闡述了汽車廠家對該型號排氣系統(tǒng)關(guān)于聲學(xué)性能方面的要求,如尾管噪聲限制線、殼體輻射噪聲限制線、階次噪聲限制線、系統(tǒng)背壓限值(65kPa)等。同時(shí),本文也對聲學(xué)基本概念及排氣噪聲機(jī)理進(jìn)行了闡述,說明了常用消聲部件的消聲原理,為后續(xù)研究做好準(zhǔn)備。在GEM3D軟件中建立初始方案的三維模型,再進(jìn)行有限元網(wǎng)格劃分,搭建傳遞損失計(jì)算模型,并進(jìn)行傳遞損失仿真計(jì)算,得出初始方案在中低頻段(280Hz以下)的傳遞損失較差。同時(shí)搭建發(fā)動(dòng)機(jī)模型,驗(yàn)證發(fā)動(dòng)機(jī)模型功率和扭矩與臺(tái)架實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的誤差在允許范圍內(nèi)(±5%),并計(jì)算初始方案的尾管噪聲、階次噪聲和系統(tǒng)背壓,得出中低轉(zhuǎn)速的尾管總噪聲較大,高轉(zhuǎn)速時(shí)產(chǎn)生較大的再生噪聲,2階、4階階次噪聲偏高,系統(tǒng)背壓偏高。通過臺(tái)架實(shí)驗(yàn)來測量初始方案的穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)性能。之后建立Hypermesh網(wǎng)格模型,導(dǎo)入CFD-Fluent中進(jìn)行流場仿真分析,得出主副消聲器在高轉(zhuǎn)速時(shí)內(nèi)部的湍動(dòng)能云圖、速度分布圖、壓力云圖和渦流系數(shù)云圖。針對初始方案的性能表現(xiàn),提出兩套優(yōu)化方案A和B,并進(jìn)行GT-Power一維聲學(xué)仿真計(jì)算分析和CFD-Fluent三維流場仿真計(jì)算分析,對三套方案的各項(xiàng)數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行對比分析。在優(yōu)化方案A和B尾管總噪聲均滿足目標(biāo)線要求的情況下,B方案的系統(tǒng)背壓最小,2階、4階階次噪聲以及高轉(zhuǎn)速時(shí)主副消內(nèi)部因氣流摩擦而產(chǎn)生的再生噪聲均較小,所以方案B為最佳優(yōu)化方案。
【關(guān)鍵詞】：排氣系統(tǒng)消聲器 GT-Power CFD-Fluent 發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)架試驗(yàn)
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(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5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-16
• 1.1 課題研究背景及意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 主機(jī)廠的性能要求12-14
• 1.3.1 排氣系統(tǒng)噪聲要求13
• 1.3.2 其他要求13-14
• 1.4 本課題研究內(nèi)容14-16
• 第二章 聲學(xué)基礎(chǔ)與排氣噪聲理論16-27
• 2.1 聲學(xué)物理量16-19
• 2.1.1 聲壓16
• 2.1.2 聲阻抗率16-17
• 2.1.3 聲強(qiáng)17
• 2.1.4 聲功率17
• 2.1.5 分貝17-18
• 2.1.6 計(jì)權(quán)聲級18-19
• 2.2 聲學(xué)方程19-22
• 2.2.1 運(yùn)動(dòng)方程19-20
• 2.2.2 連續(xù)方程20
• 2.2.3 物態(tài)方程20-21
• 2.2.4 聲波波動(dòng)方程21-22
• 2.3 主要排氣噪聲機(jī)理22-25
• 2.3.1 基頻排氣噪聲22-23
• 2.3.2 氣柱共振噪聲23
• 2.3.3 渦流噪聲23-24
• 2.3.4 廢氣噴注和沖擊噪聲24
• 2.3.5 亥姆霍茲共振噪聲24-25
• 2.4 排氣消聲器的分類與結(jié)構(gòu)25-27
• 2.4.1 消聲器的分類25-26
• 2.4.2 消音單元結(jié)構(gòu)26-27
• 第三章 測試實(shí)驗(yàn)設(shè)施設(shè)備27-39
• 3.1 發(fā)動(dòng)機(jī)測控系統(tǒng)27-30
• 3.2 電渦流測功機(jī)30-32
• 3.3 智能供油與油耗測量系統(tǒng)32-33
• 3.4 半消聲室33-34
• 3.5 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)34-35
• 3.6 中冷溫度調(diào)節(jié)系統(tǒng)35-36
• 3.7 排氣系統(tǒng)性能測試體系36-39
• 第四章 初始方案仿真及實(shí)驗(yàn)分析39-70
• 4.1 基于GT-Power的一維聲學(xué)仿真計(jì)算分析39-56
• 4.1.1 排氣系統(tǒng)總成40-41
• 4.1.2 初始方案消聲器模型的仿真分析41-56
• 4.2 基于CFD-Fluent的三維仿真計(jì)算分析56-66
• 4.2.1 模型前處理57-58
• 4.2.2 Fluent求解的數(shù)值設(shè)定58-60
• 4.2.3 CFD三維仿真計(jì)算結(jié)果60-66
• 4.3 臺(tái)架試驗(yàn)測試66-69
• 4.3.1 瞬態(tài)實(shí)驗(yàn)噪聲分析67-68
• 4.3.2 穩(wěn)態(tài)實(shí)驗(yàn)噪聲分析68-69
• 4.4 本章小結(jié)69-70
• 第五章 優(yōu)化方案的仿真與實(shí)驗(yàn)分析70-84
• 5.1 優(yōu)化方案模型70-72
• 5.2 基于GT-Power聲學(xué)仿真對比分析72-77
• 5.2.1 傳遞損失仿真分析72-73
• 5.2.2 發(fā)動(dòng)機(jī)耦合模型仿真對比分析73-77
• 5.3 基于CFD-Fluent流場仿真分析77-81
• 5.4 實(shí)驗(yàn)測試分析及對比81-82
• 5.5 本章小結(jié)82-84
• 總結(jié)與展望84-86
• 總結(jié)84-85
• 展望85-86
• 參考文獻(xiàn)86-91
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果91-92
• 致謝92-93
• 附件93

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4 邱e，

本文編號：553183