泡沫铝消声器的性能分析与优化设计

摘要

泡沫铝消声器是一种新型的阻抗复合式消声器，它在中低频和高频频段都具有较好的消声性能。这种新型的消声器已然得到人们的重视，特别是应用到汽车工业上，将展现出巨大的潜能。但是，泡沫铝消声器目前尚处于设计研发阶段，仍以选型设计为主，耗费材料比较多，开发周期比较长，消声效果也有待进一步的优化。因此本文对泡沫铝消声器进行优化设计，并且通过仿真分析和实验的验证，优化设计出一种符合结构标准的泡沫铝消声器，提高了其整体性能，为此种消声器的设计制造提供基础保障。
　　影响泡沫铝消声器的声学性能和空气动力学的性能因素有很多，它们之间互相制约，互相影响，从对内插管式抗性消声器的研究来看，内插管的结构尺寸对消声器的整体性能影响比较明显，因此本文将在不改变原有泡沫铝消声器整体结构尺寸的基础上，对消声器的三根内插管的直径及内插长度进行优化设计，旨在提高泡沫铝消声器整体性能的基础上寻求一组最佳的结构尺寸。
　　本文研究泡沫铝消声器的理论，通过MATLAB编程建立了此种消声器的数学模型，并结合多目标优化软件ISIGHT，运用多岛遗传算法对泡沫铝消声器进行了优化设计。在不改变泡沫铝消声器整体结构的基础上，对消声器的进口管、出口管以及中间管的长度和直径尺寸进行了修改，并分别在FLUENT和SYSNOISE中对优化前后的消声器进行了仿真分析，分析结果表明优化后的泡沫铝消声器的传声损失比优化前平均提高了5dB左右，压力损失降低了11％左右，最后通过消声器管道实验的方法对优化前后的消声器进行了消声量和压力损失的实验测实，实验结果表明优化后的泡沫铝消声器具有更好的声学性能和空气动力学性能，验证了仿真与优化的正确性。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

Contents

1 绪 论

1.1 课题研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文主要研究工作

2 泡沫铝消声器的数学模型

2.1 消声器的分类及评价指标

2.2 消声器的数学模型

2.3 泡沫铝消声器的数学模型

2.4 本章小结

3 泡沫铝消声器的优化分析

3.1 泡沫铝消声器的优化方法

3.2 泡沫铝消声器优化的实现

3.3 泡沫铝消声器优化结果分析

3.4 本章小结

4 泡沫铝消声器的实验分析

4.1 实验台的组成及功能

4.2 实验测量步骤

4.3 实验结果及分析

4.4 本章小结

5 总结与展望

5.1 主要结论

5.2 工作展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间从事科学研究及发表论文情况