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文檔簡介
1、隨著柴油機(jī)的廣泛應(yīng)用,對微粒捕集器的需求也日益增加。微粒捕集器不僅能夠降低發(fā)動機(jī)排氣中的碳煙含量,而且由于其多孔介質(zhì)特性,因此還具有一定的消聲能力。目前,對微粒捕集器聲學(xué)特性的研究還比較少,因此,采用一種可靠的方法,研究聲波在微粒捕集器中的傳播規(guī)律,對微粒捕集器的聲學(xué)特性進(jìn)行仿真預(yù)測,具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。
本文首先對聲學(xué)計算的基本理論進(jìn)行簡單介紹,推導(dǎo)了一維聲波方程和三維聲波方程的表達(dá)式,分析了聲學(xué)計算中三種常用方法,對傳
2、遞矩陣法和電-聲類比方法在聲學(xué)計算中的應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)介紹。
其次,以Virtual Lab為主要工具,將一維傳遞矩陣法和聲學(xué)有限元法相結(jié)合,計算微粒捕集器的聲壓分布、傳遞損失和插入損失。通過Virtual Lab計算出簡化的微粒捕集器模型的進(jìn)出口聲壓,計算得到微粒捕集器的傳遞矩陣。根據(jù)微粒捕集器的傳遞損失計算公式計算出微粒捕集器的傳遞損失,根據(jù)所建立的插入損失計算模型計算出微粒捕集器的插入損失。
計算結(jié)果表明:微粒捕
3、集器的傳遞損失呈明顯的波峰波谷狀態(tài),在頻率為560Hz時傳遞損失具有最小值-1.8dB,說明此時微粒捕集器對排氣系統(tǒng)的噪聲起到了增強(qiáng)的作用,當(dāng)頻率為3000Hz時,傳遞損失達(dá)到最大為18.7dB。隨著頻率的升高,傳遞損失的波峰與波谷值都逐漸升高,說明微粒捕集器對中高頻噪聲具有比較好的消聲效果。原機(jī)微粒捕集器的插入損失整體分布在10dB-35dB之間,并且隨頻率升高而逐漸增大,印證了傳遞損失的計算結(jié)果。將仿真得到的傳遞損失計算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)數(shù)
4、據(jù)相比對,驗(yàn)證了仿真模型的可靠性。
最后,根據(jù)所建微粒捕集器聲學(xué)模型,分析結(jié)構(gòu)參數(shù)改變對捕集器聲學(xué)特性的影響,并對原微粒捕集器進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。主要改變包括孔道形狀、過濾體孔隙率、孔道邊長、過濾層厚度、過濾體長徑比。計算結(jié)果表明:采用進(jìn)八出方和方形不對稱孔道、增大孔隙率、減小孔道邊長、增大過濾層厚度、提高過濾體長徑比都能夠提高微粒捕集器的消聲能力。設(shè)計優(yōu)化方案是捕集器孔道形狀為方形不對稱、長徑比增至1.2,計算結(jié)果表明,優(yōu)化方案相
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