簡單擴(kuò)張式消聲器氣流再生噪聲的CFD數(shù)值分析.pdf

1、汽車排氣噪聲已成為汽車的主要噪聲源之一,安裝排氣消聲器是控制噪聲的有效手段。隨著發(fā)動機(jī)高速化的發(fā)展,氣流再生噪聲已成為影響消聲性能的主要因素。但是由于氣流再生噪聲的產(chǎn)生涉及的因素比較多,消聲器本身又具有消聲作用,給消聲器的性能分析帶來很大的誤差和不便。以往主要采用實(shí)驗(yàn)的方法對氣流再生噪聲進(jìn)行研究,并取得了一定的成效。這些研究雖然對氣流再生噪聲的認(rèn)識有一定的幫助,但對于研究復(fù)雜結(jié)構(gòu)的消聲器還有一定的困難。而且進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究時(shí),實(shí)驗(yàn)設(shè)備價(jià)格較

2、高,成本較大,耗時(shí)也比較長。
　　 采用數(shù)值模擬方法對簡單擴(kuò)張式消聲器進(jìn)行分析,研究不同結(jié)構(gòu)參數(shù)對氣流再生噪聲的影響,是一種新的嘗試。本文主要采用CFD法,得到流場在時(shí)域上的壓力分布,然后讀取流場內(nèi)測點(diǎn)處壓力波動的時(shí)間歷程,并對其進(jìn)行傅立葉變換。研究首先通過CFD流場數(shù)值模擬,分析了消聲器內(nèi)部流場的速度和湍動能分布,為氣流再生噪聲產(chǎn)生機(jī)理的認(rèn)識提供了幫助,也對氣流再生噪聲數(shù)值模擬的可行性進(jìn)行了驗(yàn)證。其次,對數(shù)值模擬方法進(jìn)行探討,

3、分析可能對計(jì)算產(chǎn)生影響的幾個因素,如網(wǎng)格質(zhì)量,迭代步數(shù),離散精度等。再次,研究氣流速度及消聲器的基本結(jié)構(gòu)參數(shù),如:進(jìn)口直徑、擴(kuò)張腔長度、擴(kuò)張比、進(jìn)口及出口管插入長度對氣流再生噪聲的影響,得出它們的影響規(guī)律。最后,分析了氣流再生噪聲與壓力損失的關(guān)系。并通過CFD流場模擬分析了原因。
　　 研究結(jié)果發(fā)現(xiàn):網(wǎng)格質(zhì)量對計(jì)算結(jié)果影響比較大,建立準(zhǔn)確的CFD模型和保證好的網(wǎng)格質(zhì)量是計(jì)算的關(guān)鍵;消聲器的氣流再生噪聲隨流速的提高顯著增大;對于簡

4、單擴(kuò)張式消聲器,擴(kuò)張腔長度的增大有利于降低氣流再生噪聲,而擴(kuò)張比的影響相對較小;對于內(nèi)插管消聲器,出口管插入長度的減小有利于氣流再生噪聲的降低,而進(jìn)口管插入長度對氣流再生噪聲的影響不大;當(dāng)氣流再生噪聲比較小時(shí),壓力損失相對比較大,消聲性能和空氣動力性能是相互矛盾的。所以,要綜合評價(jià)消聲器的性能。
　　 本文主要針對消聲器氣流再生噪聲的影響因素進(jìn)行嘗試性的探索,通過與已發(fā)表的論文中使用其它方法得出的氣流再生噪聲結(jié)構(gòu)因素的影響規(guī)律進(jìn)