1、“.....确定消声器各尺寸参数后,还需根据公式和确定消声器消声频率的的上下限。上下式中为扩张腔内声速为扩张室截面特征尺寸为消声器共振频率为扩张腔的横截面,为消声器各腔的长度,为消声器各腔对应的容积。消声器穿孔管扩张腔结构参数确定由于扩张腔结构的低频消声效果不是很理想,往往设计消声器时需要将扩张腔结构与穿孔管共振腔结构相结合,以弥补扩张腔结构低频消声量不足的缺陷。共振腔消声器是由段开有若干小孔的管道和管外个密闭的空腔所组成。小孔和空腔组成个弹性振动系统,当气流的声波频率和共振腔振动系统的固有频率相同时,这个振动系统就发生共振,孔颈中具有定质量的空气柱运动速度加快,摩擦阻力增大,大量声能转化为热能而消耗掉,从而达到消声的目的。共振腔消声器的共振频率见公式式中声速共振腔体积传导率,是个以长度为单位的物理量由公式确定。式中为孔径为板厚。工程设计中......”。
2、“.....式中,为与共振腔消声器消声性能有关的无量纲常数。式中,为消声通道截面积。由公式可确定穿孔直径。由公式可知穿孔直径直接影响着穿孔管的消声性能,实际上穿孔管的消声特性有与穿孔管的位置及穿孔率有关。消声器内各腔连接的确定由维声波理论得到简单扩张腔村在通过频率,可以通过采用插入管及多节扩张腔串联。消声器内各腔的长度确定之后,腔与腔之间可用管子或开小孔连通,只要流通面积定,本质上无多大差别。采用插入管连接时,插入管的长度为可以消除偶数倍通过频率,而插入管长度为可以消除奇数倍通过频率,故插入管连接时,其插入管长度可用和相互匹配,实际应用时,插入管长度可比计算长度减少其中,为插入管内径。试验证明,中心对正插入管的性能差些,插入深度越大,阻力系数越大,性能下降越多。随着两插入管的接近,高速脉动气流越不能在消声器中得到充分膨胀......”。
3、“.....因而在些频率形成再生噪声。因此,最好是采用错开式内插管,它能避免简单膨胀腔出现通过频率的缺点,又能使气流在消声器内得到充分的膨胀,因而消声性能较好。消声器声学性能分析方法由于消声器的声学性能评价指标中传声损失反映的是消声器本身的传递声波特性,不受声源管道系统和消声器之后尾管的影响,故对消声器进行理论分析和设计计算时,采用传声损失比较方便。消声器声学性能分析方法主要有基于维平面理论传统的消声结构分析法和三维数值仿真分析方法。维平面波理论分析如果消声元件的轴向尺寸比其径向尺寸大得多,为便于分析,将内部声波近似简化为平面波,即声压只与个轴向位置有关。则波动方程简化为对于角频率为的简谐波,其般解为式中,号表示反向声波,号代表正向声波。为声压幅值,ϕ为初始相位角。三维数值仿真分析方法在消声器截面几何尺寸较小,且噪声频率不太高时......”。
4、“.....在消声器扩张室内存在有高阶模式波,而且由于实际的排气消声器具有复杂的结构,其内部声波本质上是三维的。三维数值方法在整个求解域上使模型离散化,并求解波动方程,不需对波动方程和边界条件进行简化,能够比较直观和准确地分析复杂的消声结构,故三维数值方法在计算传声损失方面得到了广泛的应用和发展。传声损失的计算方法主要有传统法四极传递矩阵法三点法等三种。本文利用声学计算软件进行声场分析,并采用三点法计算分析消声器的传声损失传统法传声损失的定义是入射声功率和传播声功率之比。假设消声器进口和出口截面相等,空气温度和密度不发生改变,则传声损失可表达为式中,为直管进口的入射声波声压均方根为消声器出口的透射声波声压均方根别通过计算直管和消声器两个模型得到,直管和消声器分别需要施加相同的边界条件,即进出口管施加分别为空气密度和声音在空气介质中的传播速度的阻抗......”。
5、“.....四极传递矩阵法使用四极传递矩阵法需要计算进出口声压和振动速度,矩阵形式的方程为式中,分别为消声器进口和出口声压分别为消声器进口和出口振动速度,并且,,,,四极传递矩阵法的传声损失为三点法为了提高消声器传声损失的计算速度,提出了三点法。三点法类似于用在传声损失测量的四传声器法,与传统的四极传递矩阵法相比,它仅需要单个边界类型来获得每个频率下的传声损失。故本文有限元法分析计算传声损失时采用的方法便是三点法。消声器进口需要均匀的速度或声压来获得激励,只要在进口管和出口管内高阶模态不被激起,认为声波为平面波。出口管需要施加吸声终端和的阻抗,这样由于吸声终端出口管内仅有透射声波。如图所示。其中,点为出口管上的点,透射声压,进口管内的声波包括入射声压和反射声压,点和点分别是进口管上的两点,和是两点消声器轴向坐标。在进出口管道中......”。
6、“.....第项为直达声及入射声,第二项为反射声,故对于每个频率下上式可化简为因此点点的声压可表达为式中,,称为波数为入射声压,分别为反射声压。图通过上述公式可求得,结合点的声压代入传声损失计算公式式中,为进口界面处的入射声压,出口处的投射声压。消声器空气动力性分析计算消声器的空气动力特性评价指标通常为压力损失或阻力系数。在本文中,采用压力损失来分析评价消声器的空气动力性能。压力损失的主要计算方法有传统的压力损失计算和仿真分析方法。而本课题将采用传统的压力计算来进行分析。传统的抗性消声器压力损失计算采用基于理论和试验的半经验公式法。消声器的压力损失主要包括沿程阻力损失和局部阻力损失。沿程阻力损失是发生在缓变流整个流程中的能量损失,是由流体的粘滞力造成的损失。这种损失的大小与流体的流动状态有着密切的关系......”。
7、“.....是在管件附近的局部范围内主要由流体速度分布急剧变化上限失效频率上下限失效频率下截面形状为圆形消声器扩张腔直径内插管布置方式及长度确定中心对正插入管的性能较差,且插入深度越大,阻力系数越大,性能下降越多见节。故为了避免消声器出现通过频率的缺点,使气流在消声器内得到充分的膨胀,实现较好的消声性能本消声器设计中采用错开式内插管。本文设计的消声器各腔通过插入管连接,且为了消除扩张腔的通过频率,插入管的长度分别为各腔长度的和相互匹配见节。具体插入管长度分布为进气管插入第二腔的,中间连接管分别插入第腔的和第二腔的出气管插入第腔的。消声器结构模型的建立本文设计的消声器结构模型采用共振腔结构降低基频噪声,扩张腔结构降中低倍频噪声对于部分高频噪声可通过在消声器内部添加吸声材料来降低。但本文中未涉及带吸声材料的阻性消声结构设计,故未打孔和填充吸声材料......”。
8、“.....如消声器的模型结构图所示。图消声器的结构模型图消声器最终结构的确定有以上分析可得,本文设计的消声器能满足本课题预定的消声效果,故确定其为最终设计方案。在根据消声器的加工工以及结构强度要求,参考其他消声器,得到实际的消声器结构,如消声器装配图所示。图消声器装配图结论该论文首先对排气系统的总成结构,进行了阐述和分析,分析总结了与其关键部分消声器有关的基础理论和设计方法,探讨了噪声的发生机理影响因素及其控制方法。然后应用基于维声学理论的消声器设计方法,针对宇通客车发动机的排气系统设计了款消声器。现由全文,总结如下两点首先对满足维平面波理论假设的简单扩张腔进行传声损失分析,有限元分析结果与理论计算结果致,说明本文中消声器建模方法及模型边界条件正确。分别应用了理论计算法和传统的压力损失计算的方法对简单扩张腔进行的空气动力性进行了分析......”。
9、“.....针对排气系统设计了款消声器,并分析预测其消声性能和空气动力性。通过对它的各种验证,得其能满足设计要求,并最终确定。由于时间和本人理论分析能力的有限,以及客观原因的影响,本文还存在很多不足之处,主要表现为在对消声器空气动力性分析计算时,由于水平有限,未进行的模拟分析,使得对空气动力性的分析缺少更加充分的说明建立声场和流场分析有限元模型时,未考虑消声器壁厚,计算结果必然会带来定的计算误差消声器的模拟计算中,没有考虑壁面振动对消声性能的影响和壁面振动对外辐射噪声的影响,这必然也会带来定的计算误差。谢辞本文是在我的指导老师赵海军博士的悉心指导下完成的,从课题的选择到论文的定稿的各个环节中,赵海军老师都给予了莫大的支持与帮助。在课题分析和资料搜集过程中,赵老师耐心指导,花费了老师的大量宝贵时间和精力,在此向赵老师表示衷心的感谢并致以崇高的敬意。在这里......”。
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