消聲器及穿孔元件聲學特性研究.pdf

1、消聲器是控制發(fā)動機進、排氣噪聲的有效裝置，其聲學性能的計算與分析是消聲器設計的基礎。由于能改善消聲效果和氣體流動特性，穿孔元件在消聲器中廣泛應用，為預測消聲器的聲學性能，首先需要確定穿孔元件的聲學特性。本文針對消聲器聲學性能的計算方法和穿孔元件的聲學特性開展系統(tǒng)研究。
　　 研究并發(fā)展了消聲器聲學性能的計算方法，包括基于平面波理論的傳遞矩陣法、有限元法和三維時域CFD(計算流體動力學)方法?；谄矫娌ɡ碚撏茖Я丝紤]流速和熱粘效應

2、時典型消聲元件的傳遞矩陣，并利用三維解析方法計算管道的末端修正系數(shù)，利用管道末端修正系數(shù)的近似公式修正了平面波理論，改善了傳遞矩陣法的計算精度。發(fā)展考慮流動效應時消聲器聲學計算的有限元法以預測穿孔管消聲器的傳遞損失，研究有限元法計算中的數(shù)值誤差，比較分析有限元法計算消聲器傳遞損失的聲波分解法和四極參數(shù)法。發(fā)展三維時域CFD方法預測消聲器的傳遞損失，分析時域CFD方法模擬管道內聲波傳播的數(shù)值誤差，研究時域CFD法預測消聲器傳遞損失的脈沖法

3、和聲波分解法。通過算例分析和總結三種方法預測消聲器聲學性能的優(yōu)缺點。
　　 以穿孔板模型為對象，采用數(shù)值方法研究穿孔元件的聲學特性。無流情況下，采用有限元法研究穿孔板的聲阻抗，建立穿孔板聲阻抗的有限元模型，分析各種結構參數(shù)對穿孔板聲學厚度修正系數(shù)的影響，并根據(jù)計算結果給出穿孔板聲學厚度修正系數(shù)的近似公式；有流情況下，采用時域CFD方法研究穿孔板的聲阻抗，分別建立穿孔板在通過流、掠過流下聲阻抗的CFD模型，分析結構參數(shù)和氣流馬赫數(shù)

4、對穿孔板聲阻和聲抗的影響，根據(jù)計算結果分別擬合出兩種流動形式下穿孔聲阻抗的近似公式。綜合無流、有流情況下穿孔板聲阻抗的近似公式，給出穿孔元件聲阻抗新模型。應用本文獲得的穿孔聲阻抗新模型預測穿孔管消聲器的傳遞損失，預測結果和實驗結果吻合很好，驗證了本文模型的可用性和準確性，并通過和以往聲阻抗模型的比較驗證了本文模型的先進性。
　　 設計、搭建消聲器聲學性能測量實驗臺，研究消聲器聲學性能的測量方法。在有流情況下，應用快速正弦掃頻和同