車(chē)用排氣消聲器聲學(xué)及流動(dòng)性能的數(shù)值分析研究.pdf

1、汽車(chē)在給人類(lèi)社會(huì)帶來(lái)便捷的現(xiàn)代化生活的同時(shí)，也帶來(lái)了空氣污染，能源緊張，噪聲污染等公害。自從汽車(chē)誕生以來(lái)，工程師就一直在汽車(chē)性能的提升和這些公害的消除之間積極的尋求平衡點(diǎn)，這其中就包括對(duì)排氣噪聲的處理。 排氣噪聲的產(chǎn)生是十分復(fù)雜的物理過(guò)程，對(duì)應(yīng)的頻譜特性也十分復(fù)雜。想要在較寬的頻率范圍內(nèi)消減這些噪聲，必須結(jié)合經(jīng)驗(yàn)組合選型，并經(jīng)過(guò)精確計(jì)算，以及試驗(yàn)驗(yàn)證，設(shè)計(jì)出在較寬頻域內(nèi)都具有較高的傳遞損失的消聲器。在消減排氣噪聲的同時(shí)，還需要考

2、慮消聲器對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)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(jì)算時(shí)間，本文因此選用聲學(xué)邊界元法對(duì)消聲器進(jìn)行傳遞損失的計(jì)算，以此對(duì)消聲器的聲學(xué)性能進(jìn)行評(píng)價(jià)。聲學(xué)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(yīng)用邊界元法進(jìn)行建模過(guò)程中，需要注意若干細(xì)節(jié)問(wèn)題，如模型自由邊的處理，不穩(wěn)定頻率的處理等。 由于車(chē)身結(jié)構(gòu)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(nèi)的聲學(xué)特性理論能否用來(lái)計(jì)算橢圓形消聲器的聲學(xué)性能，是本文關(guān)注的重點(diǎn)問(wèn)題。在這部分工作中，通過(guò)模擬計(jì)算對(duì)比，研究了不同軸向長(zhǎng)度下不同離心率對(duì)擴(kuò)張腔和反射腔的頻率響應(yīng)特性的影響；研究了進(jìn)出口位置對(duì)模態(tài)頻率的抑制現(xiàn)象；研究了插入管長(zhǎng)度對(duì)軸向模態(tài)的抑制情況。 最后利用CFD對(duì)三腔復(fù)雜消聲器的內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬，然后分析各部分對(duì)消聲器壓力損失的貢獻(xiàn)量。同時(shí)為了更有針對(duì)性，利用DOE正交虛擬試驗(yàn)研究導(dǎo)流管半徑、導(dǎo)流管