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船舶排气系统的性能分析及优化设计
| 论文题名： | 船舶排气系统的性能分析及优化设计 |
| 关键词： | 排气系统;消声器;声学性能;空气动力性能;优化设计;船舶柴油机;主机噪声 |
| 摘要： | 船舶排气系统直接影响到全船的动力性、经济性和舒适性，船舶噪声不仅影响船上人员的健康,而且还会引起船上设备疲劳损坏，并且降低船舶的使用年限。船舶的主要辐射声源是主机噪声，主机的最大噪声源来自排气噪声，当前采取的主要措施是在排气系统中安装消声器来控制排气噪声。在排气系统中安装消声器，会使系统压力损失增大，造成柴油机动力性和经济性的下降。因此，对排气系统声学性能与气体动力性能研究就非常重要。早期的船舶消声器研究主要靠实验和经验公式相结合，设计周期长成本高，并且传统的一维平面波理论以及用传递矩阵的算法具有较大误差。随着计算科学的发展，运用专业软件对消声器进行三维数值计算具有良好的优势，是排气系统分析以及消声器结构优化的可靠方法。 本文在详细研究气动噪声的声学理论和流体动力学的前提下，以某实船主机排气系统为研究对象，分别建立了声学和流场有限元计算模型，应用声学分析软件LMS Virtual.Lab及计算流体力学软件 FLUENT仿真计算了传递损失和压力损失，得到了其消声器声压分布、压力和流速分布情况。分别对排气系统的排气出口噪声和压力损失进行试验测量，试验数据与数值模拟结果相对一致，证明了数值计算的有效性，并且对原排气系统的消声特性和空气动力性能进行了分析和评价，传递损失曲线看出在大部分频率消声效果不理想，对原有结构设计不合理处提出切实的三种改进方案，对改进后的消声器进行模拟仿真，结果表明改进后的消声器在较宽频带的消声效果有所改善，并且排气系统压力损失在标准范围内，为船舶排气系统的性能设计提供了重要指导意义和实用价值。 |
| 作者： | 余思骞 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 郭幼丹 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 集美大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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