噪音污染是世界四大污染之一,環(huán)境中的噪音對人類的生理和心理都會造成傷害。隨著全球汽車保有量的上升,汽車的排氣噪音成為了環(huán)境中的主要噪音源。如何在有限的安裝空間內(nèi)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)簡單,消聲性能優(yōu)異的汽車消聲器以減少排氣噪音成為了研究者和技術(shù)人員亟待解決的問題�？剐韵暺魍ㄟ^內(nèi)部截面的突變或旁接共振腔的方式衰減聲波的能量,具有結(jié)構(gòu)簡單,低成本的特點(diǎn),被廣泛運(yùn)用于汽車的排氣系統(tǒng)中。本文基于一種新型渦節(jié)管的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),首次建立了在光滑的抗性消聲單元上加工渦節(jié)的渦節(jié)消聲單元幾何模型,使用數(shù)值模擬方法對其聲學(xué)特性和空氣動力特性進(jìn)行研究。首先通過與光滑消聲單元對比驗(yàn)證了渦節(jié)結(jié)構(gòu)具有強(qiáng)化消聲的效果,進(jìn)一步研究了消聲性能和相關(guān)機(jī)理。結(jié)果表明渦節(jié)結(jié)構(gòu)能夠有效地提高上限截止頻率,加強(qiáng)高頻傳遞損失的峰值。在此基礎(chǔ)上,系統(tǒng)地分析研究了渦節(jié)穿孔管結(jié)構(gòu)參數(shù)對渦節(jié)消聲單元聲學(xué)特性的變化規(guī)律。針對渦節(jié)膨脹腔和光滑穿孔管組成的消聲單元,分析了渦節(jié)結(jié)構(gòu)的幾何參數(shù)渦節(jié)旋轉(zhuǎn)角α,渦節(jié)間距s,渦節(jié)深度h和渦節(jié)寬度w的變化對消聲單元的消聲特性的影響,發(fā)現(xiàn)渦節(jié)旋轉(zhuǎn)角α和渦節(jié)深度h是影響消聲特性的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)。得到了各種幾何參數(shù)適合的取值范圍。... 

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
英文摘要
1 緒論
    1.1 課題背景及研究意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 消聲器聲學(xué)數(shù)值模擬的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 消聲器空氣動力學(xué)性能研究
        1.2.3 新型消聲結(jié)構(gòu)的研究現(xiàn)狀
    1.3 課題主要研究內(nèi)容
2 抗性消聲器基本理論與數(shù)值計(jì)算方法
    2.1 聲學(xué)基本理論
        2.1.1 聲壓,聲功率與聲強(qiáng)
        2.1.2 聲音強(qiáng)弱的評價(jià)
        2.1.3 聲阻抗
    2.2 評價(jià)指標(biāo)
        2.2.1 傳遞損失
        2.2.2 插入損失
        2.2.3 壓力損失
        2.2.4 消聲器的結(jié)構(gòu)性能
    2.3 常見的消聲結(jié)構(gòu)
        2.3.1 共振消聲單元
        2.3.2 簡單擴(kuò)張消聲單元
        2.3.3 穿孔管
        2.3.4 穿孔管抗性消聲器
    2.4 有限元法簡介
        2.4.1 有限元法的計(jì)算步驟
        2.4.2 聲學(xué)控制方程
        2.4.3 算法驗(yàn)證
    2.5 計(jì)算流體力學(xué)簡介
        2.5.1 流場基本控制方程
        2.5.2 SST雙方程湍流模型
        2.5.3 低雷諾數(shù)時(shí)的壁處理
        2.5.4 算法驗(yàn)證
    2.6 本章小結(jié)
3 穿孔管結(jié)構(gòu)參數(shù)對渦節(jié)消聲單元消聲特性的影響
    3.1 渦節(jié)結(jié)構(gòu)幾何模型的建立
    3.2 邊界條件與網(wǎng)格化分
    3.3 渦節(jié)消聲單元的消聲特性
    3.4 穿孔管結(jié)構(gòu)參數(shù)對消聲特性的影響
        3.4.1 穿孔管偏移位置的影響
        3.4.2 孔徑的影響
        3.4.3 穿孔壁厚的影響
        3.4.4 穿孔率的影響
        3.4.5 打孔位置的影響
    3.5 本章小結(jié)
4 渦節(jié)的幾何參數(shù)對消聲性能的影響
    4.1 渦節(jié)旋轉(zhuǎn)角的影響
    4.2 渦節(jié)深度的影響
    4.3 渦節(jié)間距的影響
    4.4 渦節(jié)寬度的影響
    4.5 渦節(jié)串聯(lián)方式的消聲特性
    4.6 本章小結(jié)
5 渦節(jié)的幾何參數(shù)對空氣動力學(xué)性能的影響
    5.1 幾何模型與模擬方法
    5.2 渦節(jié)消聲單元的內(nèi)部流動特性
    5.3 渦節(jié)幾何參數(shù)對壓力損失的影響
        5.3.1 壓力損失比的定義
        5.3.2 渦節(jié)深度的影響
        5.3.3 渦節(jié)旋轉(zhuǎn)角的影響
    5.4 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 創(chuàng)新點(diǎn)
    6.3 展望
參考文獻(xiàn)
附錄
    A.作者在攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文目錄
    B.作者在攻讀所示學(xué)位期間參與的科研項(xiàng)目
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]U型波紋管在抗性消聲器中應(yīng)用可行性的實(shí)驗(yàn)研究[J]. 薛飛,孫蓓蓓,陳建棟.  振動與沖擊. 2018(20)
[2]U型波紋管聲學(xué)傳遞損失的數(shù)值分析與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證[J]. 薛飛,孫蓓蓓,陳建棟,焦仁強(qiáng).  振動與沖擊. 2018(15)
[3]基于湍流分布特征系數(shù)的消聲器壓力損失模型[J]. 趙海軍,李洪亮,張玉書,宋偉志,周輝,梁凱.  內(nèi)燃機(jī)學(xué)報(bào). 2018(03)
[4]汽車排氣消聲器幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)對其聲學(xué)性能的影響[J]. 曾建邦,廖連生,王志萬,趙朝譽(yù),劉方震,張書華,姜重慶.  華東交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2017(06)
[5]基于響應(yīng)面法的聽小骨消聲器的優(yōu)化設(shè)計(jì)[J]. 程軍圣,余淏.  湖南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2017(02)
[6]基于計(jì)算流體力學(xué)計(jì)算結(jié)果的穿孔管消聲器聲學(xué)性能研究[J]. 郭立新,范威.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2017(01)
[7]汽車消聲器聲學(xué)特性的聲傳遞矩陣分析[J]. 宮建國,馬宇山,崔巍升,金濤.  振動工程學(xué)報(bào). 2010(06)
[8]穿孔板的聲學(xué)厚度修正[J]. 康鐘緒,季振林.  聲學(xué)學(xué)報(bào)(中文版). 2008(04)
[9]排氣消聲器性能的數(shù)值模擬[J]. 陸森林,劉紅光,曾發(fā)林,陳士安.  農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2006(07)
[10]直通穿孔管消聲器聲學(xué)性能計(jì)算及分析[J]. 季振林.  哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報(bào). 2005(03)

博士論文
[1]基于CFD仿真和試驗(yàn)的抗性消聲器研究[D]. 胡效東.山東大學(xué) 2007

碩士論文
[1]新型渦節(jié)強(qiáng)化換熱管管內(nèi)傳熱與流動阻力特性研究[D]. 陳思鍇.重慶大學(xué) 2018
[2]排氣消聲器多場性能分析與優(yōu)化[D]. 譚延崢.南京航空航天大學(xué) 2018
[3]汽車排氣消聲器性能研究及設(shè)計(jì)開發(fā)[D]. 林光典.華南理工大學(xué) 2015
[4]局部結(jié)構(gòu)因素對抗性消聲器性能影響的研究[D]. 白儒.山東大學(xué) 2014
[5]赫姆霍茲消聲器的消聲性能研究[D]. 劉文文.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2010



本文編號：3684538