汽车排气消声器声场和内流场仿真与分析

摘要

随着我国汽车工业的高速崛起,汽车噪声污染对我国环境的影响也越来越严重,甚至成为了公害。发动机排气噪声在汽车噪声中占有很大一部分比重,而安装排气消声器是消除排气噪声最有效,也是最直接的手段。所以如何设计一种消声效果好,发动机功率损失小的消声器成为当下汽车噪声控制的一个严峻的课题。
　　首先,本文阐述了当今社会噪声污染的严重性和危害性,指出了汽车排气噪声是汽车噪声中最主要的噪声源,接着介绍了本课题的来源与论文课题的研究意义。总结了近些年来汽车排气消声器在国内外的发展现状以及本论文的主要内容。
　　其次,运用三维建模软件Pro/E对抗性的基本消声单元进行建模,然后导入LMS Virtual Lab软件中,在声学有限元环境中进行声学的计算,得到其传递损失图,并分析了消声单元结构参数的变化对声学性能的影响;然后导入到Fluent中运用有限体积法对其进行内流场的计算,得到速度、湍动能云图和压力损失曲线图,并分析消声单元结构参数变化对空气动力性能的影响。
　　最后,分析了Sullivan&Crocker消声器和具有同样外形尺寸的扩张腔消声器、插入管消声器的声学性能并介绍了传递导纳理论。然后研究了插入管简单组合、插入管和共振腔组合消声器的声学性能和空气动力性能,接着提出一种可以改善消声器空气动力性能的锥形管结构,并研究了其声场和流场特性,证明了改进的有效性。最后又简单分析了阻抗复合型消声器的声学特性,说明了阻抗复合型消声器可以很好的提高中、高频的消声性能。

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第一章 绪论

§1.1 课题的研究依据及来源

§1.2 汽车排气消声器国内外的研究现状

§1.3 本文的研究内容

§1.4 本章小结

第二章 汽车排气消声器研究的基本理论

§2.1 消声器基本理论

§2.2 声学和流体力学基本方程

§2.3 本章小结

第三章基于Virtual.Lab和Fluent的抗性消声单元性能分析

§3.1 应用软件概述

§3.2 扩张腔消声单元声场和内流场数值模拟

§3.3 插入管式消声单元声场和内流场数值模拟

§3.4 赫姆霍兹共振腔消声单元声场和内流场数值模拟

§3.5 本章小结

第四章 组合结构消声器数值模拟

§4.1 简单扩张腔、插入管，穿孔管消声器声场对比

§4.2 简单组合结构消声器数值模拟

§4.3 阻抗复合结构消声器数值模拟

§4.4 本章小结

第五章 总结与展望

§5.1 全文总结

§5.2 展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间主要研究成果