论文部分内容阅读
汽车在给人类社会带来便捷的现代化生活的同时,也带来了空气污染,能源紧张,噪声污染等公害。自从汽车诞生以来,工程师就一直在汽车性能的提升和这些公害的消除之间积极的寻求平衡点,这其中就包括对排气噪声的处理。
排气噪声的产生是十分复杂的物理过程,对应的频谱特性也十分复杂。想要在较宽的频率范围内消减这些噪声,必须结合经验组合选型,并经过精确计算,以及试验验证,设计出在较宽频域内都具有较高的传递损失的消声器。在消减排气噪声的同时,还需要考虑消声器对发动机动力性能的影响,亦即尽量降低消声器本身的压力损失。
由于边界元法具有较高的精度,较短的计算时间,本文因此选用声学边界元法对消声器进行传递损失的计算,以此对消声器的声学性能进行评价。声学边界元法分为直接边界元和间接边界元法,由于本文研究模型的特性,需要采用间接边界元法。在应用边界元法进行建模过程中,需要注意若干细节问题,如模型自由边的处理,不稳定频率的处理等。
由于车身结构布置的需要,消声器常常制作成椭圆形截面。平面波在圆形腔内的声学特性理论能否用来计算椭圆形消声器的声学性能,是本文关注的重点问题。在这部分工作中,通过模拟计算对比,研究了不同轴向长度下不同离心率对扩张腔和反射腔的频率响应特性的影响;研究了进出口位置对模态频率的抑制现象;研究了插入管长度对轴向模态的抑制情况。
最后利用CFD对三腔复杂消声器的内部流场进行数值模拟,然后分析各部分对消声器压力损失的贡献量。同时为了更有针对性,利用DOE正交虚拟试验研究导流管半径、导流管母线轮廓对含内插管典型简单扩张腔消声器空气动力学性能和声学性能的影响。