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船用柴油机进气消声器消声性能研究及改进设计
| 论文题名： | 船用柴油机进气消声器消声性能研究及改进设计 |
| 关键词： | 船用柴油机;进气消声器;声学性能;传递损失 |
| 摘要： | 为有效提高柴油机的功率，大部分船用柴油机都加装了增压器。可是在带来益处的同时，也会产生频率相对较高，声音相对较大的噪声。高频的噪声对于人耳而言是非常刺耳的，对人的身心都会造成极大的影响。在面对军用需求时，过大的噪声也会极大地影响舰船的隐蔽性。目前在柴油机排气降噪研究领域已取得较多理想的成果，进气降噪的研究则相对较少。因此，对船用柴油机进气消声器的研究具有一定意义。 本文以某船用柴油机进气消声器为原型，运用数值模拟及实验的方法，验证了声学有限元软件Virtual.Lab计算本文消声器声学性能的正确性及可行性，研究了吸声片间距、吸声片外径参数、吸声片两侧布置穿孔板以及穿孔板不同穿孔率对消声器传递损失的影响，并根据以上各个因素设计正交试验法对消声器消声性能进行改进设计，提高消声器消声性能。本文主要完成下列几项工作： (1)本文基于Virtual.Lab的声学有限元分析环境，通过对其中声学有限元计算方法的研究，建立了包括消声器内空气和吸声材料两部分有限元模型。通过数值计算得到了该消声器的传递损失；总结出一套行之有效的计算消声器消声性能的方法流程。 (2)为验证所建立船用柴油机进气消声器有限元计算模型的正确性，在半消声室开展了消声器传递损失实验。搭建了消声器在消声室内的消声性能试验平台，开展了消声器在消声室内的消声性能试验对比分析。通过将实验结果与消声器数值计算的结果进行比较，证明了本文方法的可行性和合理性。 (3)分析了消声器的吸声片间距、直径参数，以及吸声片两侧布置穿孔板对传递损失的影响。结果表明：吸声片间距每减小2mm，消声器的传递损失增加约2.5dB；吸声材料外径每增加40mm，消声器传递损失在大多数频率范围内增加1-2dB；在吸声片两侧布置穿孔板，消声效果在800～1600Hz频率范围内可提高约8dB。 (4)在前文消声器结构参数对消声器传递损失影响的基础上，针对吸声片间距、吸声片外径，穿孔板的穿孔率等三个参数，应用正交试验法筛选出最佳改进设计方案。 改进后的消声器在整个频率范围内消声效果得到显著提高。其中100～800Hz频率范围内消声效果可提高4dB左右，1000～6300Hz频率范围内消声效果可以提高12dB左右。该改进设计方案有利于抑制增压器的噪声源峰值，为消声器改进设计提供依据。 |
| 作者： | 钱进 |
| 专业： | 轮机工程 |
| 导师： | 温华兵 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏科技大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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