氣固聲熱耦合的汽車排氣消聲器性能研究.pdf

1、薄殼排氣消聲器實(shí)際工作時(shí)，會(huì)存在高溫高速氣流，精確分析彈性壁、氣流和溫度對(duì)消聲器聲學(xué)性能、壓力損失和模態(tài)參數(shù)的影響具有重要意義。本文結(jié)合數(shù)值仿真和相關(guān)試驗(yàn)手段，從氣固聲熱耦合的角度做了如下研究工作:
　　 (1)設(shè)計(jì)搭建了測(cè)量消聲器聲學(xué)性能和壓力損失的氣動(dòng)-聲學(xué)試驗(yàn)臺(tái)。將簡(jiǎn)單膨脹腔消聲器傳遞損失的測(cè)量值、仿真結(jié)果與一維平面波理論值進(jìn)行比較，在無(wú)精確理論值的條件下實(shí)現(xiàn)了對(duì)試驗(yàn)臺(tái)上消聲器傳遞損失測(cè)量的間接標(biāo)定。通過(guò)對(duì)壓力損失測(cè)量和仿

2、真進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)它們之間差異較小。應(yīng)用所搭臺(tái)架對(duì)某型消聲器GT-POWER仿真模型進(jìn)行了置信度檢驗(yàn)，對(duì)另外兩只復(fù)雜結(jié)構(gòu)消聲器進(jìn)行了聲學(xué)試驗(yàn)和壓力損失測(cè)量，通過(guò)對(duì)測(cè)量結(jié)果的綜合評(píng)價(jià)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)消聲器的相對(duì)擇優(yōu)。
　　 (2)在Workbench中從氣固耦合和熱固耦合方面，分析了氣流和溫度對(duì)簡(jiǎn)單膨脹腔消聲器結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)的影響，發(fā)現(xiàn)氣流對(duì)模態(tài)參數(shù)的影響較小，而溫度因素則不能忽略。
　　 (3)基于Virtual.Lab軟件，應(yīng)用

3、聲固耦合有限元法研究了彈性壁對(duì)消聲器傳遞損失的影響，將只約束進(jìn)氣端和進(jìn)出氣端都約束時(shí)的結(jié)構(gòu)模態(tài)參數(shù)分別參與聲固耦合計(jì)算，都發(fā)現(xiàn)傳遞損失降低且在某些結(jié)構(gòu)模態(tài)頻率處發(fā)生了跳變。并且改變殼體厚度，發(fā)現(xiàn)殼體越薄，跳變現(xiàn)象越明顯。
　　 (4)基于CFD分析所提供的溫度場(chǎng)邊界條件，實(shí)現(xiàn)了熱聲單向耦合，研究得出內(nèi)部氣體溫度較高且非均勻分布時(shí)消聲器傳遞損失在高頻段增大，在聲固耦合和熱聲耦合的基礎(chǔ)上，分析了熱聲固耦合作用下的傳遞損失。
　

4、　 (5)仿真分析了常溫和高溫狀態(tài)下消聲器的聲學(xué)模態(tài)頻率和聲壓分布。發(fā)現(xiàn)相對(duì)常溫而言，高溫下的聲學(xué)模態(tài)頻率有所增大，聲壓分布基本不變。
　　 (6)考慮氣流速度對(duì)消聲器傳遞損失的影響，通過(guò)仿真發(fā)現(xiàn)相對(duì)無(wú)流情況，氣流速度的方向決定了傳遞損失是增大還是減小，氣流速度的絕對(duì)值越大，對(duì)傳遞損失的改變?cè)酱蟆?br>　　 本課題的研究工作具有如下的創(chuàng)新性:
　　 考慮彈性壁和非均勻分布的高溫的共同作用時(shí)，所得到的消聲器傳遞損失將