車用排氣消聲器聲學及流動性能的數值分析研究.pdf

1、汽車在給人類社會帶來便捷的現代化生活的同時，也帶來了空氣污染，能源緊張，噪聲污染等公害。自從汽車誕生以來，工程師就一直在汽車性能的提升和這些公害的消除之間積極的尋求平衡點，這其中就包括對排氣噪聲的處理。 排氣噪聲的產生是十分復雜的物理過程，對應的頻譜特性也十分復雜。想要在較寬的頻率范圍內消減這些噪聲，必須結合經驗組合選型，并經過精確計算，以及試驗驗證，設計出在較寬頻域內都具有較高的傳遞損失的消聲器。在消減排氣噪聲的同時，還需要考

2、慮消聲器對發(fā)動機動力性能的影響，亦即盡量降低消聲器本身的壓力損失。 由于邊界元法具有較高的精度，較短的計算時間，本文因此選用聲學邊界元法對消聲器進行傳遞損失的計算，以此對消聲器的聲學性能進行評價。聲學邊界元法分為直接邊界元和間接邊界元法，由于本文研究模型的特性，需要采用間接邊界元法。在應用邊界元法進行建模過程中，需要注意若干細節(jié)問題，如模型自由邊的處理，不穩(wěn)定頻率的處理等。 由于車身結構布置的需要，消聲器常常制作成橢圓形

3、截面。平面波在圓形腔內的聲學特性理論能否用來計算橢圓形消聲器的聲學性能，是本文關注的重點問題。在這部分工作中，通過模擬計算對比，研究了不同軸向長度下不同離心率對擴張腔和反射腔的頻率響應特性的影響；研究了進出口位置對模態(tài)頻率的抑制現象；研究了插入管長度對軸向模態(tài)的抑制情況。 最后利用CFD對三腔復雜消聲器的內部流場進行數值模擬，然后分析各部分對消聲器壓力損失的貢獻量。同時為了更有針對性，利用DOE正交虛擬試驗研究導流管半徑、導流管