乘用車排氣消聲器考慮壓力損失的聲學性能優(yōu)化.pdf

1、排氣噪聲作為乘用車的主要噪聲源，降低排氣噪聲對降低整車內/外噪聲具有重要意義。降低排氣噪聲的方法是安裝排氣消聲器，而設計優(yōu)良的消聲性既要具有足夠的消聲性能又要具有較好的空氣動力學性能。
　　本文以某乘用車排氣消聲器為研究對象，通過整車加速通過噪聲和定置噪聲的測量確定消聲器聲學性能優(yōu)化目標；通過空氣動力學的仿真分析將對壓力損失的約束條件轉變?yōu)閰?shù)的約束范圍，確定聲學優(yōu)化的變量范圍；采用基于二維聲學有限元方法開發(fā)的消聲器專用優(yōu)化程序進

2、行了消聲器的聲學優(yōu)化，并對優(yōu)化結果進行了驗證，主要工作如下：
　　首先，對某乘用車開展了加速噪聲和定置噪聲的噪聲測試，測試分析過程分為三步。第一步，對車輛加速車內/外噪聲信號進行了時頻分析，發(fā)現(xiàn)安裝消聲器時車外通過噪聲和車內噪聲較卸下消聲器時均有顯著降低，從而肯定了消聲器在全頻段上的平均消聲效果。第二步，對比車輛定置狀態(tài)下安裝消聲器與卸下消聲器時車內/外噪聲頻譜圖，得出消聲器中頻消聲效果不明顯的結論。第三步，通過對卸下消聲器狀態(tài)車

3、輛定置時的排氣口噪聲和車內/外整車噪聲進行了相干分析發(fā)現(xiàn)，排氣口噪聲對整車內/外噪聲在全頻段都有較高貢獻。綜合說明消聲器的中頻消聲效果有待提高的結論。
　　其次，通過有限元仿真計算了消聲器的壓力損失。采用CFD仿真結合優(yōu)化超拉丁方實驗設計方法分析了氣流的壓力損失隨主要結構參數(shù)的變化規(guī)律，總結了使消聲器壓力損失降低的參數(shù)范圍，由此確定消聲器聲學優(yōu)化的變量范圍。
　　最后，基于二維有限元方法針對本文研究的消聲器特點開發(fā)了專用的傳

4、遞損失優(yōu)化程序，對消聲器進行了面向提高中頻段平均傳遞損失的結構參數(shù)優(yōu)化。在聲學性能優(yōu)化中，為了與消聲器的空氣動力學性能平衡，將結構參數(shù)限定在使壓力損失降低的范圍內，然后以中頻段平均傳遞損失為目標函數(shù)，進行了聲學優(yōu)化。根據(jù)優(yōu)化結果設計了新的消聲器結構，得到的結構并再次通過CFD和聲學有限元仿真驗證了其空氣動力學性能和聲學性能。
　　驗證結果表明，優(yōu)化后的消聲器不僅聲學性能提高，其中中頻段平均傳遞損失提高17.5dB，而且空氣動力學性