【摘要】：發(fā)動(dòng)機(jī)排氣系統(tǒng)的作用是降低尾氣中污染物含量和發(fā)動(dòng)機(jī)排氣噪聲,在降低排氣噪聲的同時(shí)還要求聲音具有加速感或舒適感等聲音品質(zhì)。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)高轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)排氣系統(tǒng)中會(huì)產(chǎn)生較大的氣流噪聲,使人感受極不舒適,因此需要對(duì)氣流噪聲進(jìn)行控制。本文建立了包含排氣系統(tǒng)熱端和冷端的三維流場(chǎng)氣流噪聲仿真模型;得到了氣流噪聲在整個(gè)排氣系統(tǒng)中的聲功率分布規(guī)律和測(cè)點(diǎn)處聲壓級(jí)頻譜特性,在此基礎(chǔ)上研究了熱端和冷端結(jié)構(gòu)對(duì)氣流噪聲的影響規(guī)律。本文研究成果對(duì)于指導(dǎo)排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)具有重要的工程應(yīng)用價(jià)值,主要研究?jī)?nèi)容如下:首先,建立包含熱端和冷端的排氣系統(tǒng)整體三維流場(chǎng)氣流噪聲仿真模型。從幾何前處理、網(wǎng)格劃分與物理模型選擇等角度出發(fā),使用網(wǎng)格劃分軟件對(duì)排氣系統(tǒng)流場(chǎng)進(jìn)行網(wǎng)格劃分。根據(jù)得到的網(wǎng)格模型建立了排氣系統(tǒng)三維流場(chǎng)氣流噪聲仿真模型,并搭建發(fā)動(dòng)機(jī)準(zhǔn)維工作過(guò)程仿真模型計(jì)算得到排氣系統(tǒng)邊界條件。研究了邊界層網(wǎng)格對(duì)模型網(wǎng)格數(shù)量與仿真結(jié)果的影響,發(fā)現(xiàn)隨著邊界層數(shù)的增長(zhǎng)模型網(wǎng)格數(shù)量呈線性增長(zhǎng);在使用高雷諾數(shù)的k-ε湍流模型進(jìn)行計(jì)算時(shí),第一層邊界層網(wǎng)格y+值大于30且與30越接近壓損計(jì)算結(jié)果越精確。然后,對(duì)排氣系統(tǒng)氣流噪聲進(jìn)行仿真分析與試驗(yàn)研究�；趯掝l噪聲源模型和FW-H噪聲模型計(jì)算得到了整個(gè)排氣系統(tǒng)中聲功率分布規(guī)律和測(cè)點(diǎn)聲壓頻譜特性。同時(shí)結(jié)合流場(chǎng)分布特征分析發(fā)現(xiàn)當(dāng)排氣系統(tǒng)中出現(xiàn)管道逐漸擴(kuò)張的結(jié)構(gòu)、截面突變的結(jié)構(gòu)和彎管結(jié)構(gòu)時(shí)會(huì)產(chǎn)生氣流噪聲,且當(dāng)噪聲源處湍動(dòng)能越大,產(chǎn)生的氣流噪聲越大。將尾管后測(cè)點(diǎn)聲壓頻譜特性與GT-POWER尾管噪聲仿真結(jié)果和試驗(yàn)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行對(duì)比,本文仿真結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果最大相差約10dB,且曲線一致性較好,證明仿真方法是有效的。最后,研究排氣系統(tǒng)中不同結(jié)構(gòu)對(duì)氣流噪聲的影響規(guī)律�；谒⒌呐艢庀到y(tǒng)氣流噪聲仿真模型,結(jié)合流場(chǎng)分布特征獲得了歧管式催化器、二級(jí)催化器和擴(kuò)張腔消聲單元的氣流噪聲發(fā)聲機(jī)理。并對(duì)聲功率分布規(guī)律和測(cè)點(diǎn)聲壓頻譜特性進(jìn)行分析與比較,發(fā)現(xiàn)周布式歧管式催化器產(chǎn)生的氣流噪聲要比直列式小;隨著催化器擴(kuò)張角增大氣流噪聲減小;隨著擴(kuò)張腔容積增大氣流噪聲增大;隨著擴(kuò)張腔插入管的長(zhǎng)度增長(zhǎng)氣流噪聲減小。
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U467.493
【圖文】：

此時(shí)流動(dòng)非常平緩，流體呈層狀流動(dòng)，層與層之間互不干擾一臨界值時(shí)，流動(dòng)呈湍流狀態(tài)，此時(shí)流動(dòng)狀態(tài)十分復(fù)雜，流體度大小和速度方向無(wú)規(guī)則的劇烈脈動(dòng)，無(wú)法用數(shù)學(xué)公式進(jìn)行描1[45]為試驗(yàn)測(cè)得的湍流狀態(tài)下在某一特定點(diǎn)的速度與時(shí)間的變化湍流狀態(tài)下速度具有極強(qiáng)的脈動(dòng)性。

DNS、LES和RANS關(guān)系

浮力流（船舶設(shè)LES 模型力，氣動(dòng)聲學(xué)，壁面湍流 DES，DDES，IDDES 模型研究及湍流模型構(gòu)建 DNS 模擬，航天 ScaleAdaptive Simulation（SAS 模均方程，想直接求解湍流的控制方程式十分困難的，一般在基礎(chǔ)模型時(shí)才會(huì)使用 DNS 方法對(duì)湍流進(jìn)行直接求解。而在工流對(duì)整體流場(chǎng)所產(chǎn)生的的影響，是一個(gè)平均的效果，此時(shí)對(duì)實(shí)際工程應(yīng)用的意義不大。于是便產(chǎn)生了雷諾時(shí)均lds 首先提出，下面詳細(xì)介紹雷諾時(shí)均方程的推導(dǎo)過(guò)程速度的 u 分量的雷諾假設(shè)示意圖，雷諾假設(shè)理論將其看)和附加脈動(dòng)速度 ( , , , )的疊加，見式（2-20）：

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本文編號(hào)：2752103