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论排气管基于有限元法汽车消声器降噪性能仿真

收藏本文 2024-02-26 点赞:19636 浏览:84042 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:本论文采取声学有限元的策略对某种型号汽车消声器的消声性能进行仿真探讨,并尝试对原型号的消声器进行优化并提出改善的论述指导。仿真探讨主要基于LMS VirtualLab声学软件进行,建立以六面体为主的非网络结构单元,采取六面体网格建立传递导纳联系来,来模拟具有大量微小穿孔的穿孔板两侧的声学联系,侧重对原消声器的抗性消声性能进行探讨。预测消声器声学性能的计算策略包括基于平面波论述的传递矩阵法、有限元法、边界元和三维时域CFD法。传递矩阵法已经比较成熟,主要适用于结构比较简单的轴对称消声器,在噪声频率低于1000Hz的场合有较好的预测精度。传递矩阵法的缺点是对高于1000Hz以上频率或者内部结构复杂的腔体预测不准确。有限元策略适用于内部结构复杂的、非对称结构的消声器,主要用于预测消声器的传递损失。有限元的缺点是需要对内部腔体划分网格,工作量较大,原始信息量过多,解算历程消耗计算机资源也非常大。与有限元策略相比,边界元策略则在边界上进行离散,使数值降低一维,减少了系统的自由度,以而使工程不足得到简化,主要用于浅析类似激励力的辐射声功率、矢量声场等的无限域或半无限域不足。三维时域CFD法属于流体噪声策略,即通过计算一段时间内入口管道和出口管道的压力波动,然后通过FFT变换得到相应的频域信号,特别适用于对有流情况下的传递损失的预测。本论文的探讨内容包括:消声器几何模型的清理与修正、有限元网格的划分、边界条件的设定、仿真数据的后处理、仿真结果浅析和对原模型进行优化。第一次仿真是对原消声器总成的三个消声器分别作声学性能,随后对原案例的几何结构进行修改,再作声学性能浅析。经过优化后,消声器在低中频的消声性能得到显著的提升。探讨表明,原厂的消声器还有着优化的可能性,为厂家优化当前的产品提供了一定的论述依据。关键词:消声器论文有限元论文传递损失论文降噪论文排气管论文

    摘要5-6

    Abstract6-11

    第一章 绪论11-19

    1.1 课题探讨的背景11-12

    1.2 探讨消声器的作用12-13

    1.3 国内外探讨近况13-18

    1.3.1 四极参数法14

    1.3.2 边界元法14-15

    1.3.3 有限元法15-16

    1.3.4 CFD 法16-18

    1.4 课题内容18-19

    第二章 消声器声学论述基础19-28

    2.1 声波方程19-27

    2.1.1 运动方程19-20

    2.1.2 连续方程20

    2.1.3 物态方程20-22

    2.1.4 一维声波方程22-23

    2.1.5 三维声波方程23-24

    2.1.7 无流下声学有限元法24-27

    2.2 本章小结27-28

    第三章 排气系统噪声论述28-37

    3.1 消声器的分类28-30

    3.1.1 抗性消声器的原理28-29

    3.1.2 阻性消声器的原理29

    3.1.3 损耗消声器的原理29-30

    3.1.4 其它消声器30

    3.2 评价指标30-34

    3.2.1 插入损失30-32

    3.2.2 传递损失32

    3.2.3 压力损失32-33

    3.2.4 功率损失比33-34

    3.3 消声器仿真软件34-35

    3.4 本章小结35-37

    第四章 消声器声学性能仿真37-61

    4.1 建立有限元模型37-40

    4.1.1 几何清理37-38

    4.1.2 重建三维模型38-39

    4.1.3 有限元模型建模前的分块39

    4.1.4 建立有限元网格39-40

    4.2 确定穿孔板的阻抗40-50

    4.2.1 传递导纳的论述40-42

    4.2.2 穿孔率的计算42-44

    4.2.3 1 号消声器的导纳44-46

    4.2.4 2 号消声器的导纳46-48

    4.2.5 3 号消声器的导纳48-50

    4.3 确定边界条件50-53

    4.3.1 定义网络类型、材质属性50-52

    4.3.2 入口、出口边界的设定52-53

    4.4 仿真结果浅析53-60

    4.4.1 解算设置53-54

    4.4.2 数据测量点设置54-55

    4.4.3 计算结果后处理55-60

    4.5 本章小结60-61

    第五章 优化消声器性能61-71

    5.1 3 号消声器的优化61-63

    5.2 2 号消声器的优化63-70

    5.3 本章小结70-71

    全文总结与展望71-73

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