单双腔抗性消声器压力损失CFD研究

利用三维计算流体力学(CFD)方法计算了4种单腔和两种双腔抗性消声器的压力损失。研究了内插管、偏置输入管、偏置输出管和膨胀腔长度等消声器结构以及进口空气流速对单腔消声器压力损失的影响,中间挡板位置和空气流速对双腔消声器压力损失的影响,得出了相应结构对消声器的压力损失的影响规律,为抗性消声器的设计提供帮助。用实际算例验证了CFD方法计算压力损失的可行性,提供了一种利用计算流体动力学进行消声器压力损失的计算和分析流程,方便在设计阶段对消声器进行压力损失的近似预测。

多入口多出口抗性消声器的声学性能研究

应用三维解析法和有限元法研究了多入口多出口抗性消声器的声学特性,分析了进出口管相对角度、偏置距离、进出口管数量和穿孔管结构参数对消声器声学特性的影响。结果表明,进口管与出口管相对角度和偏置距离的变化影响消声器的声学特性,尾管扩张器和内插管可以提高消声器中低频的消声量,穿孔管和多扩张腔结构可以改善消声器中高频消声性能。最终表明,多入口多出口能同时提高消声器的声学性能和阻力特性。

ANSYS在抗性消声器分析中的应用

ANSYS是一大型的通用有限元分析软件,其应用范围极为广泛 运用ANSYS软件对消声器声场进行了有限元分析,先建立抗性消声器的有限元模型,在此基础上通过加载、求解以及后处理等一系列的步骤对消声器进行计算分析,获得消声器内部的声压分布情况和传递损失随频率的变化关系。

基于ANSYS的抗性消声器性能仿真分析

运用有限元分析软件ANSYS对内插管抗性消声器内部声场及流体进行了有限元分析。在讨论了管道声场流体运动方程的基础上,首先建立抗性消声器的流体有限元分析模型和声场有限元分析模型,以定性分析为目标,通过加载、求解以及后处理等一系列的步骤对消声器内部声场及流体进行计算分析,获得消声器内部不同频率下的声压及流体速度和压力分布情况。通过分析结果可以方便直观地获取消声器内插管中心偏移对消声器插入损失及流体流速和压力的影响,分析结果为消声器的优化设计提供可靠的依据。

抗性消声器中含穿孔管时的声传递矩阵

本文在前文的基础上进一步分析穿孔管与主管道垂直交叉时的声传播特性,导出了相应结构声传递矩阵的精确计算公式。文中以一种含穿孔管元件的典型结构为例,阐明了抗性消声器总的声传递矩阵分析计算方法。

基于GT-Power软件的抗性消声器性能分析

应用GT-Power软件及其Muffler模块建立了简单扩张式抗性消声器模型,在模型的基础上对抗性消声器的结构和消声性能进行了模拟仿真分析,明确了消声器的扩张比、偏置、插入管、穿孔管、穿孔板等结构因素对抗性消声器消声性能的影响关系,有利于消声器的优化设计,便于消声器性能的进一步分析。

基于CFD和声学有限元法的抗性消声器性能研究

空气动力学性能和声学性能是用来评价抗性消声器优劣的主要指标。针对管道消声中常用的抗性消声器,利用计算流体动力学(CFD)方法模拟三种不同结构抗性消声器内部流场的压强分布特性,获得抗性消声器的压力损失,并与半经验公式的计算结果进行对比,分析不同结构抗性消声器的空气动力学性能以及半经验公式法的适用性;利用声学有限元方法对三种结构抗性消声器的传递损失进行计算,定性地分析和验证三种抗性消声器的声学性能。研究结果可为抗性消声器的结构优化设计和综合性能的提高提供参考。

U型波纹管在抗性消声器中应用可行性的实验研究

抗性消声器广泛应用于车辆进排气系统中以消除中低频噪声,而如何在有限安装空间条件下实现抗性消声器的宽频带消声性能是抗性消声器研究的难点。提出了一种使用U型波纹管代替内插管的抗性消声器设计方案,旨在利用U型波纹管的带阻滤波特性提升抗性消声器在截止频率以上频带的消声性能。为验证U型波纹管在抗性消声器中应用的可行性,设计了两种不同结构参数且在消声频带上形成互补的U型波纹管,对U型波纹管消声器在不同入口流速条件下的插入损失与压力损失进行了测试分析。提出了综合提升系数η这一指标用来综合衡量应用U型波纹管前后消声器在插入损失和压力损失上的差异。结果表明:U型波纹管在抗性消声器中的应用,有效地拓宽了消声器的消声带宽,显著提高了抗性消声器的消声性能。U型波纹管的使用增加了抗性消声器的压力损失,一定程度降低了消声器的气动性能。U型波纹管在抗性消声器中应用后,优化系数η达到了1. 12～1. 13,表明了U型波纹管对提升消声器消声性能的贡献大于其在气动性能上带来的损耗。本文验证了U型波纹管在抗性消声器中应用的可行性,为抗性消声器的设计提供了新的思路。

抗性消声器内部流场对传递损失的影响研究

柴油客车需求量剧增导致市区噪声等级提升,高性能配套消声器是抑制此类声源的有效措施之一。运用流体力学原理和声学有限元法,进行数值仿真试验能降低设计成本,缩短研发周期。首先在UG环境建立目标消声器三维模型,导入ANAYS ICEM CFD网格划分平台作网格划分;其次将验证的消声器网格模型导入ANSYS Fluent环境,量化研究腔内流速、压力、温度场分布,获得不同边界的压力损失;最后建立消声器传递导纳模型,将流场网格数据导入Virtual Lab.Acoustions,完成传递损失相关计算。结果表明,基于提高降噪效率的流场分析计算可实现多目标结构优化。

基于传递矩阵法车用抗性消声器结构优化设计

专用汽车的发动机功率大、排气流量大、排气温度高等特点,因此,抗性消声器成为降低排气噪声的重要装置,采用传递矩阵分析法对抗性消声器性能进行频域分析。针对多腔体、具有并联结构的复杂抗性消声器各参数对传递损失的影响,使用传递矩阵分析法对其结构进行优化设计。利用声学运动方程、连续性方程及四子参数法推导其传递矩阵,获得传递损失曲线。为提高消声器的效率,应用Matlab将基本消声单元进行模块化设计,搭建消声器实验台,对比实验分析和理论计算消声器的传递损失。结果可知:使用传递矩阵分析法所建模型能达到较高的预测精度;中间腔容积的变化对消声器消声性能有较大影响;通过调节隔板位置获得消声器内部各腔最佳容积,此时的消声量达到11d B,满足实际要求。

轮式挖掘机复杂结构抗性消声器研究及设计

针对某型轮式挖掘机发动机排气噪声的频率组成分布在低中高全频段的特点,根据共振腔消声器和扩张室消声器这两种基本消声单元结构特性,提出了一种恰当结合两种基本消声单元结构进行复杂结构抗性消声器设计的方法,使得消声器在全频段具有良好的消声效果,运用GT-power仿真软件对挖掘机发动机和消声器进行了耦合仿真,预测了复杂结构抗性消声器的性能,利用正交实验的方法对消声器内部结构参数进行了优化,最后通过实车测试进行了验证。实验及研究结果表明,所设计的复杂结构抗性消声器声学性能和空气动力性能良好,发动机排气噪声在全频段均有所下降,消声器插入损失平均达到18 d B(A),压力损失在许可范围内。

结构参数对抗性消声器性能影响分析

加装消声器是控制车辆噪声最有效最直接的方法,其既允许气流顺利通过,又有效阻止或减弱声能向外传播。针对扩张室消声器中的抗性结构进行分析,建立其有限元模型,运用SYSNOISE进行声学性能分析,对比分析扩张比、扩张室长度、膨胀腔数量、有无内插管等对传递损失影响;基于FLUENT进行空气动力性能分析,对不同扩张比、带内插管等结构阻力特点进行分析。析结果可知:简单扩张腔,扩张比决定消声量;而扩张室的长度则对消声频率起决定作用,其增加,则使得传递损失的带宽却随之减少,而通过的频率数目则增加;通过布置内插管,可以有效增大消声频带;膨胀腔数量与传递损失呈正相关,其增加时,消声频率则变宽,而通过的频率数目则相应减少;不同扩张比扩张室消声器的阻力损失相差不大,但阻力损失的基值比较大,是一种阻力损失相对比较大的消声器结构;带内插管扩张室消音器压力损失明显减小;分析结果为此类设计提供参考。

抗性消声器声学性能的有限元分析

本文应用有限元法对抗性消声器内部声场进行了有限元分析。建立了抗性消声器声场有限元分析模型,通过加载、求解以及后处理等对消声器内部声场进行计算分析,获得消声器内部声压级和压力分布情况。通过分析结果可以直观地获取消声器进出管的长度、内插管的长度和直径大小以及穿孔板孔径大小对消声器传递损失和消声性能影响,为消声器的优化设计提供可靠的依据。

基于FLUENT的抗性消声器的流场分析及压力损失研究

利用FLUENT对某挖掘机消声器的设计制造进行仿真分析,研究了该消声器内部流场的温度、压力、速度的分布,分析了不同的入口速度下压力损失的变化。发现消声器内部流速较均匀,气流速度变化比较缓和,没有变化剧烈的区域。每个扩张腔内气流撞击壁面后有反射,有利于削弱噪声能量,达到消声效果;消声器各扩张腔内部温度变化比较大,第一腔内温度变化最大;消声器各扩张腔内部压力维持不变,压力损失比较大的区域为2个内插管入口处,这说明扩张腔在整个消声器中造成的压力损失是比较小的。随着入口速度增加,消声器的压力损失呈抛物线增大。

高性能抗性消声器设计分析

针对排气噪声的频率特性,介绍了消声器的评价指标、分类和消声原理,给出了如何设计高性能消声器的方法步骤及计算公式。

双级抗性消声器的新公式及其应用

本文用状态参量法描述消声器中声的传播,推导出两极串联,具有任意长度内插管的典型抗性消声器的消声量计算公式.笔者证明,现有中外文献中的同类公式,只是本公式的一个特例. 笔者运用此公式,筛选出优化参数组合。经实例验证,所设计消声器性能良好,超过同类JX型专利消声器。

双级抗性消声器消声量公式的辩证

本文系作者近几年来对抗性消声器设计研究和实际制造、测试的基础上提出的,这项研究曾建立了具有任意长度内插管的双级串联典型抗性消声器的消声量计算公式——王鸿公式,并已被证明是该类消声器的一个普遍公式。中外文献中的同类公式,只是该公式的一个特例。作者发现一些影响颇大的噪声控制著作和消声器论著中,有的消声量计算公式有错误,本文对此作了论证验算,提出了正确的公式,并对文献中没有提供的典型特定长度内插管双级抗性消声器消声量计算公式,进行了补缺。

柴油机转速对抗性消声器消声效果影响的研究

通过采集不同转速柴油机空载排气噪声和抗性消声器的排出噪声声压信号,分析相应噪声声压信号的频谱特性,计算该抗性消声器在柴油机不同转速下的消声效果。得出结论,柴油机的排气噪声在不同转速时的频谱特性相似,排气噪声的强度随柴油机转速的加快而增大,抗性消声器的消声量也随柴油机转速的提高而增大。

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。

抗性消声器设计中高次简正波的影响

本文根据波导理论和四端网络参量原理具体推导了矩形扩张管道和圆形扩张管道的四端网络参量,并且实例分析了三种单级扩张消声器中高次简正波的作用。研究表明,高次简正波是影响中高频段抗性消声器插入损失理论估算精度的一个十分重要的因素;在实际设计中应该给予必要的重视。