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船用柴油机进排气消声器声学性能计算的有限元法
| 论文题名： | 船用柴油机进排气消声器声学性能计算的有限元法 |
| 关键词： | 消声器;声学性能;有限元法;非平面波;船用柴油机;进排气噪声 |
| 摘要： | 船用柴油机进排气噪声频率较宽，进排气消声器其结构尺寸较大，在关注的频率范围内其内部声场以三维波为主。为了设计性能优良的进排气消声器，通常采用三维数值方法计算并分析其声学特性。鉴于有限元法适应性较强，本文开展了适用于船用柴油机进排气消声器特点的有限元计算方法的研究。 船用柴油机进排气消声器多以阻抗复合式为主，对于排气消声器壁面上贴敷有隔热吸声材料，文中将这种有限厚度吸声材料等效成一种阻抗边界条件，推导了吸声材料局部作用模型时计算消声器传递损失的有限元方程，对吸声材料较薄或相对较薄的阻抗复合式消声器，分别采用吸声材料的整体作用模型和局部作用模型进行了计算，分析了这两种处理方法的差异以及计算效率，同时，通过与仿真结果进行了比较，验证文中方法自编程序的正确性。通过改变吸声材料的厚度，分析了吸声材料厚度对吸声材料局部作用的影响。 船用柴油机进排气消声器进出口管径较大，高阶模态在较低频率时就会被激发，传统方法假设进出口为平面波计算消声器传递损失的方法已不再适用。文中推导了基于单元声功率叠加计算带有非平面波消声器传递损失的有限元公式，通过文中方法自编程序和管道声模态法分别计算了典型消声器的传递损失，验证了文中方法的合理性。通过采用文中方法和传统方法对实际船用柴油机进排气消声器传递损失进行了预测，结果表明了传统方法在出现非平面波时其计算结果稳定性较差，而文中方法能够大大削弱非平面波影响其计算结果稳定性较好。 为了进一步验证文中有限元方法计算结果的合理性，采用了两负载法测量了四种典型消声器的传递损失，并将实验测量结果与有限元计算结果进行了比较。 |
| 作者： | 王世华 |
| 专业： | 动力工程及工程热物理 |
| 导师： | 季振林 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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