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基于温度场的排气消声器声学性能仿真优化
| 论文题名： | 基于温度场的排气消声器声学性能仿真优化 |
| 关键词： | 汽车发动机;排气消声器;温度场;声学性能;仿真分析;优化设计 |
| 摘要： | 汽车的排气噪声水平直接关系到车内乘客的舒适程度，在竞争激烈的现代市场中越来越受到厂商的重视，安装排气消声器是降低汽车排气噪声的最有效方法。采用计算机对消声器性能进行模拟计算可以有效降低开发成本，确保模拟计算的准确性是消声器模拟研究中的重要课题。 传统的一维模拟计算速度快，在工程中得到了广泛地应用，但是此方法在声波频率升高时准确性得不到保证。此外在实际工作过程中，气体的温度对消声器的性能有很大的影响，目前的研究中一般将内部温度假设为线性或均匀分布，影响预测结果的精确度。 本文以Virtual-Lab为工具，利用有限元法首先对最基本的消声结构的声学特性做了预测计算，分析了不同的结构参数和温度对其消声能力的影响。 利用CATIA建立了某车型排气系统的流体域模型，以FLUENT为平台计算得到了不同转速下消声器内部温度场数据。将声学网格耦合不同工况下的温度场后，计算了其相应的传递损失，以计算结果为依据，针对怠速噪声存在的问题提出了相应的改进方案。对比两方案的传递损失后发现，在怠速工况下，改进后的消声器的低频消声能力得到了较好地改善，传递损失在20-500Hz的低频段内有了很大提高。 有限元法仅可得到消声器传递损失，为了模拟消声器在实际工作中的性能，利用GT-POWER软件建立了发动机和消声器的耦合模型，分别计算了两套方案的尾管噪声。结果显示，采用改进方案后，在整个转速范围内发动机的尾管噪声声压级都有所降低，转速为2800r/min时，采用新方案后尾管噪声从93.5dB降低到了89.6dB，降幅为3.9dB。 对消声器进行了装车实验，结果显示优化的方案有效的降低了汽车的噪声，解决了该车型在尾管和后座中间处声压级超标的问题。且整个三档全油门加速过程中的噪声都有所降低。 |
| 作者： | 武明飞 |
| 专业： | 动力机械及工程 |
| 导师： | 袁守利 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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