结构参数对直通穿孔管消声器消声性能影响的数值分析VIP免费

第32卷第11期2009年11月合肥工业大学学报(自然科学版)JOURNALOFHEFEIUNIVERSITYOFTECHNOLOGYVo1．32No．11NOV．2009结构参数对直通穿孑L管消声器消声性能影响的数值分析徐磊，刘正士，毕嵘(合肥工业大学机械与汽车工程学院，安徽合肥230009)摘要：直通穿孔管消声器具有良好的消声性能和低的压力损失，广泛应用于内燃机进排气噪声控制、。为了深入认识其消声性能，文章应用有限元数值分析方法，详细讨论了结构参数对消声性能的影响，结果证明：·共振腔体积相同时横截面形状对消声性能影响很小；穿孔管消声器的长度既影响消声频率又影响消声量；消声器共振腔径向尺寸增加，低频消声量增加，共振频率移向低频；穿孔管壁厚、穿孔率和穿孔孔径的改变对低频消声量无影响，主要影响共振频率及中频消声性能。关键词：直通穿孔管消声器；消声性能；有限元法；结构参数中图分类号：U464．134文献标识码：A文章编号：1003—5060(2009)11—1637—05Numericalanalysisoftheeffectofstructuralparametersontheacousticattenuationperformanceofstraight—throughperforatedtubesilencersXULei，LIUZhen-shi，BIRong(SchoolofMachineryandAutomobileEngineering，HefeiUniversityofTechnology，Hefei230009，China)Abstract：Straight—throughperforatedtubesilencerswhichhavegoodacousticattenuationperformanceandlOWpressurelOSSarewidelyusedinthejntakeandexhaustnoisecontrolofinternalcombustionengines．Inordertounderstanditsacousticattenuationperformanceindetail，thispaperdiscussestheeffectofthestructuralparametersbymeansofthefiniteelementmethod．Theresultsareasfollows：theshapeofcross-sectionhaslittleinfluenceontheacousticattenuationperformancewhentheresona—torvolumeoftwomufflersisequivalent；thelengthofthemuffleraffectsnotonlythefrequencybutalsothetransmissionlOSS；whentheradialdimensionoftheresonatorincreases，thetransmissionlOSSinlow-frequencyalsoincreases，buttheresonancefrequencyreduces；thethicknessandporosityofthetubeandtheperforationdiameterhavenoeffectonthetransmissionlossinlow-frequency，butmainlyaffectresonancefrequencyandtransmissionlossinmediumfrequency．Keywords：straight-throughperforatedtubesilencer；acousticattenuationperformance；finiteelementmethod；structuralparameter直通穿孔管消声器作为常用的共振式消声，具有良好的消声性能和低的流动阻力损失，被泛应用于内燃机进排气噪声控制。因此，和分析直通穿孔管消声器各结构参数对其消性能的影响，掌握其消声特性，对消声器的改进和设计具有重要的指导意义。目前，消声器的数值仿真方法主要有边界元法和有限元法。文献[1]在对一维解析法、实验法和边界元法比较的基础上，得出边界元法是处理消声器声学问题的有效方法，并基于边收稿日期：2008～11～14；修改日期：2009—01—25基金项目：国家863高技术研究发展计划资助项目(2006AAl10101)；安徽省研究专项基金资助项目(2006KJ010TD)作者简介：徐磊(1984一)，男，辽宁建平人，合肥工业大学硕士生；刘正士(1947一)，男，安徽合肥人，合肥工业大学教授，博士生导师．研声器广究1638合肥工业大学学报(自然科学版)第32卷界元法讨论了穿孔管消声器的穿孔率、穿孔段长度和位置对消声性能的影响。文献[4]基于有限元法简单讨论了穿~L：fL径对消声性能的影响。对于有界空间声学仿真问题，有限元法比边界元法具有更高的计算精度和求解稳定性[5]，具有更高的运算效率[6]。为了更全面了解结构参数对消声性能的影响，本文应用有限元数值分析方法，详细讨论了穿孔管消声器共振腔截面形状、轴向长度、共振腔径向尺寸、穿孔管壁厚、穿孔率和穿孔孔径等结构参数对消声性能的影响。1穿孔管消声器声学理论基础穿孑L管消声器的模型(全穿孔)由穿孔管和穿孔管外面的共振腔组成。其吸声机理是每一个穿孔和后面的空气层组成的系统，类似于亥姆霍兹共振器，整个穿孔结构可以理解为许多亥姆霍兹共振器的并联[7]。1．1穿...