消聲器及穿孔元件聲學(xué)特性研究.pdf

1、消聲器是控制發(fā)動機(jī)進(jìn)、排氣噪聲的有效裝置，其聲學(xué)性能的計算與分析是消聲器設(shè)計的基礎(chǔ)。由于能改善消聲效果和氣體流動特性，穿孔元件在消聲器中廣泛應(yīng)用，為預(yù)測消聲器的聲學(xué)性能，首先需要確定穿孔元件的聲學(xué)特性。本文針對消聲器聲學(xué)性能的計算方法和穿孔元件的聲學(xué)特性開展系統(tǒng)研究。
　　 研究并發(fā)展了消聲器聲學(xué)性能的計算方法，包括基于平面波理論的傳遞矩陣法、有限元法和三維時域CFD(計算流體動力學(xué))方法?；谄矫娌ɡ碚撏茖?dǎo)了考慮流速和熱粘效應(yīng)

2、時典型消聲元件的傳遞矩陣，并利用三維解析方法計算管道的末端修正系數(shù)，利用管道末端修正系數(shù)的近似公式修正了平面波理論，改善了傳遞矩陣法的計算精度。發(fā)展考慮流動效應(yīng)時消聲器聲學(xué)計算的有限元法以預(yù)測穿孔管消聲器的傳遞損失，研究有限元法計算中的數(shù)值誤差，比較分析有限元法計算消聲器傳遞損失的聲波分解法和四極參數(shù)法。發(fā)展三維時域CFD方法預(yù)測消聲器的傳遞損失，分析時域CFD方法模擬管道內(nèi)聲波傳播的數(shù)值誤差，研究時域CFD法預(yù)測消聲器傳遞損失的脈沖法

3、和聲波分解法。通過算例分析和總結(jié)三種方法預(yù)測消聲器聲學(xué)性能的優(yōu)缺點。
　　 以穿孔板模型為對象，采用數(shù)值方法研究穿孔元件的聲學(xué)特性。無流情況下，采用有限元法研究穿孔板的聲阻抗，建立穿孔板聲阻抗的有限元模型，分析各種結(jié)構(gòu)參數(shù)對穿孔板聲學(xué)厚度修正系數(shù)的影響，并根據(jù)計算結(jié)果給出穿孔板聲學(xué)厚度修正系數(shù)的近似公式；有流情況下，采用時域CFD方法研究穿孔板的聲阻抗，分別建立穿孔板在通過流、掠過流下聲阻抗的CFD模型，分析結(jié)構(gòu)參數(shù)和氣流馬赫數(shù)

4、對穿孔板聲阻和聲抗的影響，根據(jù)計算結(jié)果分別擬合出兩種流動形式下穿孔聲阻抗的近似公式。綜合無流、有流情況下穿孔板聲阻抗的近似公式，給出穿孔元件聲阻抗新模型。應(yīng)用本文獲得的穿孔聲阻抗新模型預(yù)測穿孔管消聲器的傳遞損失，預(yù)測結(jié)果和實驗結(jié)果吻合很好，驗證了本文模型的可用性和準(zhǔn)確性，并通過和以往聲阻抗模型的比較驗證了本文模型的先進(jìn)性。
　　 設(shè)計、搭建消聲器聲學(xué)性能測量實驗臺，研究消聲器聲學(xué)性能的測量方法。在有流情況下，應(yīng)用快速正弦掃頻和同