赫姆霍兹共振消声器结构参数对消声性能的影响

推导基本传递矩阵建立数学模型,运用Matlab编制程序,仿真计算赫姆霍兹共振式消声器的插入损失随频率、结构参数变化的三维图。仿真结果表明:消声器共振腔体积、主管道截面积等结构参数分别对消声器共振频率和消声量有着重要影响,且对消声器设计及改进有着重要的指导意义。

多共振消声器串联系统声学特性分析及应用

针对内燃机进气系统需良好的低频消声效果而可用空间有限的问题,研究多个消声器串联后的声学特性。基于共振消声器集中参数模型,推导消声器串联后系统主消声频率公式并验证。结果表明,双共振消声器串联系统有两主消声频率,即小于、大于下端消声器的偏频;增加体积比时较小的接近偏频,较大的远离偏频;长度比等于1、面积比小于等于1时串联系统所需体积小。串联系统消声器结构参数均相同时主消声频率个数与消声器个数相同。基于此,对某商用车进气系统进行降噪设计,使200 Hz以内的传声损失整体提高约5 d B。

液压共振消声器阶跃压力响应及内部流场分析

对不同共振腔内径的液压共振消声器内部流场用CFD(computational fluid dynamics)软件进行数值仿真计算,用阶跃压力信号模拟压力冲击,在层流状态下,考虑了流体的可压缩性,利用可视化软件分析共振消声器内部的压力分布和速度分布特性,并根据计算所得阶跃压力响应分析结构对系统性能的影响。结果表明:当共振腔内部的流场在共振腔直径与连接部直径比小于4时,可视为平面波的形式传播;当共振腔直径与连接部直径比大于等于4时,在连接部位附近,压力波是以球面形式扩散的;当共振腔直径过小与过大都会对系统造成不利影响,共振腔直径与连接部直径的合理比值约为4～12。

共振消声器吸收压力脉动的动态分析及仿真计算

研究了一种共振消声器———亥姆霍兹共振消声器。首先建立了共振消声器的数学模型,从频率特性角度讨论了共振消声器对压力脉动的削减作用,最后使用MATLAB进行了仿真计算,得到了三种脉动频率下压力脉动的削减幅度,其计算结果与仿真结果基本吻合。

双自由度共振消声器及其控制研究

提出一种具有可调双消声波峰的压电式消声器,可依据降噪要求来调节电压和穿孔率大小,实现两个低频段的声波吸收可调谐。运用Comsol声固耦合模块计算消声结构参数对频移特性影响的规律:穿孔率减小,双消声峰向低频偏移,第二消声峰的幅值和频率范围明显减小,反共振点位置不变;膜厚增加,第一阶消声峰值基本不变,第二阶消声峰值向低频偏移。分析了不同加载电压下的压电薄膜位移变化情况,搭建实验平台测试不同电压条件下结构的传输特性,基于逆压电效应的压电薄膜可以有效地抑制或增强膜的振动响应,改变反共振点位置,电压由0增加到300 V,第一消声峰值频率向高频偏移85 Hz,第二消声峰向高频域移动了125 Hz。

掠流作用及不同穿孔角度时共振腔消声器性能分析

采用数值方法研究了掠流及不同穿孔角度下共振消声器声学性能的影响。通过求解三维非定常、湍流和不可压缩线性Navier-Stokes方程,得到掠流马赫数对不同穿孔角度下消声器传递损失的影响规律。结果发现,穿孔角度越小的消声器在对应马赫数下的共振频率偏移量越少,马赫数从0.05增加至0.1时,原模型与同向穿孔45°、60°、75°、逆向穿孔45°的偏移量分别为12.3%、9.2%、12.3%、20.0%和7.5%,同时同向穿孔的消声器较原模型在共振频率处都有较大的消声量,表明在流动状态下,穿孔角度显著影响消声器的消声性能,且同向穿孔能有效降低流动对消声器的影响。

多腔共振式消声器的声学特性分析

多腔赫姆霍兹共振消声器的内部结构比较复杂,一维平面波理论无法准确预测其声学性能,利用三维声学软件分别对不同组合形式的多腔赫姆霍兹共振消声器进行数值仿真,分析不同组合结构对共振消声器传递损失的影响。结果表明:并联或串联形式共振消声器,可以消除多个频率处噪声值,或增加某个频率处的消声量,串并联组合结构有效地扩展共振消声器的消声频带,提高消声性能。

赫姆霍兹共振式消声器内部的声场特性分析

基于有限元法,运用声学软件Sysnoise建立有限元模型,仿真计算了赫姆霍兹共振式消声器内部有、无气流时的声压分布特性、速度分布特性,仿真结果表明:赫姆霍兹共振式消声器在频率较低时以一维平面波形式传播,高频时以高次模式波传播,且气流对声压、速度分布有较大影响。

结构参数对共振式消声器共振频率影响的修正

由于古典集中参数频率计算公式存在估算精度较低的问题,针对共振式消声器共振频率古典集中参数计算公式,以三维有限元软件计算结果为基础,提出了新的连接管长度修正公式,将共振频率预测误差降低在3%以内,解决了精度较低的问题。针对某发动机排气噪声超出企业标准限值,运用流体和声学有限元仿真分析的方法,结合台架试验并综合使用共振式消声器共振频率修正公式,对复杂排气消声器进行分析与改进,取得了良好的改进效果,验证了新的修正公式能够满足工程实际需要。

双级并联共振腔消声器在大型空压机上的应用

某大型空压机进气噪声对环境污染较为严重。通过对该空压机的噪声测量分析,发现进气噪声信号的频谱呈现两个明显的低频峰值。以这两个低频噪声成分为控制目标,设计了一个双级并联结构的共振腔消声器。经实验验证,安装此消声器后,空压机进气噪声降低了25dB左右,具有一定实用价值。

共振式消声器消声性能的数值模拟

为研究结构参数对共振式消声器消声性能的影响规律,利用基于三维有限元分析的三点法,分别对不同共振腔形状、不同共振腔体积、不同连接管、不同主管道的消声器进行数值模拟分析.结果表明:共振腔长径比对消声性能有很大影响,当长径比为0.3时,共振频率最大,随长径比增减,共振频率均向低频方向移动;共振腔体积及连接管尺寸既影响共振频率变化规律,又影响传声损失及消声带宽的变化规律;主管道直径对消声器共振频率及传声损失影响不大,但对消声带宽有很大影响.

共振式消声器腔体形状对共振频率影响的修正

以三维有限元计算结果为基础,针对计算简单的古典集中参数频率计算公式,提出了新的连接管长度修正公式,以估算具有不同共振腔深宽比的消声器的共振频率,解决了古典集中参数频率计算公式存在估算精度较低甚至在某些共振腔尺寸条件下失效的问题.

共振腔消声器在煤矿风井噪声治理中的应用

对煤矿风井噪声产生的机理与特性进行了分析 ,提出了用共振腔消声器治理风井噪声的新方法 ,详细阐述了该方法所依据的理论基础 ,并以应用实例加以说明。

共振微孔板复合型消声器设计

对小型催化裂化装置再生气排空噪声的状况进行了分析,并设计出共振微孔板复合型消声器,经3 a的使用证明,消声效果显著。

共振型进气消声器腔体尺寸对其共振频率影响研究

亥姆赫兹共振腔结构简单,且有良好的低频消声性能,近几年来广泛地应用于发动机进排气消声上。由于其消声有效带宽很窄,共振频率的精确确定直接关系到消声器能否有效消声,但是通常所采用的集中参数模型有时候会失效。建立了共振腔型消声器一维轴向声传播模型,揭示了圆形旁支型共振进气消声器的消声机理。同时对连接管长度的修正问题做了阐述,得出了共振腔一维轴向传播模型共振频率的计算公式。此外,设计了发动机进气消声器性能测试专用实验台,从实验角度研究了共振频率与腔体尺寸之间的关系。撰写为正确设计亥姆赫兹共振腔型进气消声器提供一个重要方法。

主动共振式消声器的性能优化研究

以一种基于弹簧-质量系统的主动共振式消声器为研究对象,通过引入相位滞后补偿环节实现控制回路的改进,根据给定消声性能指标确定补偿环节参数并编写了用于确定参数的程序。以方形截面管道模型为例,在将系统的自激啸叫限制在6 dB前提下,利用上述方法对控制回路进行改进后,理论上至少可以使管道下游30~1000 Hz频段的平均消声量由1.7 dB增至3.0 dB,这表明,只需在回路中添加一个低阶滤波器即可改善系统消声性能。

隔板缝隙对抗性消声器声学性能影响的试验研究

采用试验方法研究隔板缝隙对消声器声学性能的影响,结果表明,隔板缝隙对扩张式消声器影响不大,但将提高共振式消声器共振频率。分析其原因是由于隔板缝隙的存在,增大了等效旁支管的总横截面,因而减小了其声质量,提高了系统的固有频率;而加长隔板翻边的长度,使旁支管的长度变长,声质量增大,共振频率降低,因而可部分抵消缝隙的负面影响。

轿车车内噪声声品质改进研究

针对某轿车在怠速、急加速过程中车内出现异响的现象,通过尾管噪声测试和模态测试,判断其排气二阶噪声及怠速共振噪声是主要原因。采用共振消声结构,降低二阶低频及共振噪声成分,采用芦弗管结构,降低高频气流再生噪声成分,并使用GT-Power软件对发动机加速瞬态尾管噪声进行模拟,实现消声器结构的改进。试验结果表明,改进后的消声器,在车辆启动和急加速时瞬时尾管噪声最大值降低明显,达到主观评价要求。

发动机进气啸叫降噪研究

采用理论计算与试验验证相结合的方法，基于平面波假设建立消声器设计的理论模型，通过台架试验与整车试验相结合进行方案验证。通过设计三腔并联共振式进气消声器可有效消除由增压器产生、通过进气系统向外辐射引起的啸叫声。在630～850Hz频率范围内插入损失达16dB（A），在1700～2300Hz频率范围内插入损失达9dB（A），主观评估啸叫声有2分的显著提升。理论计算模型可以在频率上实现准确预测，消声量预测上相比试验值高1．4dB（A）。

涡轮增压发动机进气噪声控制分析

针对某涡轮增压发动机进气系统,利用GT-POWER软件进行进气系统噪声建模仿真,分析其进气噪声总值,确定降噪频率段.针对降噪频率段,利用赫姆霍兹共振原理设计一组共振腔消声器,并对共振腔的消声性能进行仿真.结果表明,安装共振腔后,该涡轮增压发动机进气系统噪声总值低于目标限值,满足设计要求.