穿孔消聲結構聲學特性時域仿真分析.pdf

1、穿孔消聲結構聲學特性計算方法可分為頻域法和時域法。相比較而言，時域法通過模擬聲波傳播的過程可以很好地考慮復雜氣體流動、熱粘性、高聲壓級噪聲非線性因素對聲學特性的影響。但是，穿孔消聲結構具有大量小孔，結構比較復雜；并且，在應用時域方法計算時，除了消聲器本身結構以外還需要較長的上下游連接管來分離入射信號和透射信號；計算模型大、計算成本高。為此，本文開展時域方法的改進研究和穿孔消聲結構聲學特性的仿真與分析。
　　開展了基于平面聲波分離法

2、和無反射邊界條件的時域脈沖改進方法研究，介紹了該改進時域方法的基本原理及相關數(shù)據的處理過程。將消聲器計算模型進出口都設置為無反射邊界條件，這可以消除在進出口處出現(xiàn)的反射波。時域計算完成后，在計算模型的上游監(jiān)測點應用聲波分離法分離出時域入射波信號，而時域透射波信號可直接在下游監(jiān)測點得到。然后，將以上時域信號轉換成頻域信號，進而可獲得消聲器的聲學性能。與傳統(tǒng)的時域脈沖法相比，該方法的計算模型較小，相應的計算效率較高。同時，通過上、下監(jiān)測點處

3、聲學量的變化情況，詳細地說明了平面聲波分離法應用的合理性。最后，使用該方法預測了直通穿孔管消聲器在有流和無流情況下的聲衰減特性；并將預測結果與實驗結果進行對比，證明了該改進方法的可行性。
　　為考察高聲壓級的非線性效應，開展了應用時域法對直通穿孔管消聲器聲學非線性現(xiàn)象的研究。首先，詳細介紹了基于白噪聲信號的時域方法。然后，用此時域方法計算直通穿孔管消聲器在高聲壓級噪聲條件下的傳遞損失，計算結果得到了實驗結果的驗證。接著，以直通穿孔

4、管消聲器為例，研究了不同高聲壓級聲波入射情況下的非線性聲衰減特性，并總結出了變化規(guī)律。
　　將時域方法擴展應用于計算無流條件下穿孔板的聲阻抗。根據穿孔聲阻抗的實驗模型建立了時域CFD計算模型，并通過有限元法驗證了時域法和此CFD計算模型用于預測穿孔聲阻抗的有效性。接著，依據單孔聲阻抗模型推導出了穿孔板聲阻抗的近似表達式，并分析了與溫度有關的參數(shù)。然后，考慮到計算能力有限和計算結果的準確性，對CFD計算模型中所含孔數(shù)進行了定性的研究