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乘用车排气系统冷端内流场仿真及消声器再生噪声预测
| 论文题名： | 乘用车排气系统冷端内流场仿真及消声器再生噪声预测 |
| 关键词： | 乘用车;排气系统;冷端;三维流场仿真;气流再生;噪声预测 |
| 摘要： | 随着城市汽车数量的激增，空气污染和噪声污染日益严重，引起了人们的重视。各国政府制定了越来越严格的排放法规，各汽车生产厂家也致力于降低车辆的尾气排放与噪声，消费者也越来越倾向于选择舒适性好、经济性好、污染少的汽车。排气系统是降低汽车噪声和减少汽车尾气污染的普遍手段，因此设计性能良好的排气系统对减少车辆造成的空气污染和噪声污染具有重要意义。 汽车排气系统设计时要重点考虑它的消声性能、空气动力性能以及气流再生噪声性能。本文利用计算流体力学软件FLUENT对某乘用车排气系统冷端的设计方案进行了三维流场仿真，在对其压力损失及速度场、压力场、湍动能场分析的基础上，结合消声器的相关理论针对其背压的降低提出结构方面的改进意见，并对改进后的方案进行流场仿真，仿真结果表明改进方案的背压有效降低。 对原方案和改进方案进行实机试验，实验证明改进后的方案在满足消声性能的前提下背压得到了有效的降低，背压的实验结果和仿真结果吻合良好，也证明了本文在FLUENT软件中采用的计算方法具有较好的计算精度。 气流在消声器内流动时，一方面由于局部阻力和摩擦力的影响会产生一系列的湍流，从而辐射出噪声，另一方面，流体的压力脉动激发消声器内部构件振动也会辐射噪声，这两种噪声就是消声器的气流再生噪声。当气流再生噪声达到一定程度时，就会减小消声器的实际消声量，甚至使消声器成为声音放大器，所以在设计消声器时要对气流再生噪声予以足够的重视。消声器内气流的湍流流动引发的噪声是气流再生噪声最主要的成分，因此本文针对消声器内的气流噪声进行尝试性地预测。FLUENT软件提供了三种气动声学计算模型，本文就是利用FLUENT软件提供的宽频噪声模型、CAA直接声学计算模型以及FW-H声学计算模型尝试对消声器内的气流噪声进行预测。研究发现三种方法都从一定程度上可以预测消声器内的气流噪声，但是三种方法都有局限性。所以本文还对三种声学计算方法在预测消声器内气流噪声方面的适用性与优缺点做了探讨，为消声器内气流再生噪声的预测提供了一定的参考。 |
| 作者： | 郭学敏 |
| 专业： | 动力机械及工程 |
| 导师： | 侯献军;刘志恩 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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