管道聲學仿真軟件開發(fā)及應用.pdf

1、本文開發(fā)了一套可以快速計算和分析管道消聲系統消聲性能的仿真軟件——MAP(Muffler Acoustic Prediction)。該軟件不僅包含了經典的消聲器結構，而且還有多種自行構建的聲學單元?；谝痪S平面波理論，推導了這些典型聲學單元在不同邊界條件下的傳遞矩陣。
　　然后，運用Visual Basic6.0平臺進行MAP的圖形用戶界面（GUI）設計，其運算內核用FORTRAN編寫。MAP具有良好的人機對話界面，能方便地進行幾

2、何參數和物理參數的輸入，快捷地進行管道消聲系統模型的搭建與修改，快速預測參數改變對管道消聲系統聲學特性的影響。管道消聲系統通常是由各種基本管道和消聲單元組合而成，管道和消聲單元內的聲傳遞特性可用傳遞矩陣來表示。利用傳遞矩陣法建立了各個管道單元之間的聯系，從而對于給定的輸入頻率計算出相應的傳遞損失和插入損失，并將計算結果顯示在曲線圖上。在管道消聲系統的設計初期，相比采用三維方法，使用本仿真軟件不僅能夠較精確地預測其消聲性能，還能大大縮短工

3、程設計時間。
　　為檢驗理論和計算程序的正確性，用MAP計算了本文中推導的所有聲學單元的傳遞損失，并與有限元法計算結果進行了對比。結果表明，二者在平面波域內吻合良好，從而證明了推導的傳遞矩陣和計算程序的正確性。作為應用，分析了結構參數的改變對兩通穿孔管消聲器和三通穿孔管消聲器的消聲性能的影響。對于隔板不穿孔的兩通穿孔管消聲器，隨著進排氣管的穿孔率增加，其聲特性曲線在中頻段的共振頻率升高，傳遞損失減少；增加端腔的長度，會導致左右兩個

4、端腔的共振頻率降低；隔板穿孔會顯著影響其所在腔的共振頻率，使其共振頻率升高；隔板穿孔率會影響隔板所在腔的共振頻率，穿孔率越高，共振頻率越高。隔板穿孔的三通穿孔管消聲器將會改變其所在腔的共振頻率，穿孔率越高，共振頻率越高；在其中間腔填充吸聲材料可以提升其在中高頻段的聲學特性，減少在共振頻率處的傳遞損失，從而得到比抗性結構更加平穩(wěn)的聲學特性曲線。對于進排氣管穿孔的三通穿孔管消聲器，穿孔部分會消除其所在腔的共振頻率，提升在中高頻的消聲性能；增