1. 研究目的与意义
在机动车辆噪声中,汽车排气系统的噪声是汽车噪声源之一,通过安装消声器来降低汽车排气噪声是目前最有效的办法。
消声器是一种既可以使气流通过,又能有效降低噪声的设备,或者讲,消声器是一种具有吸声内衬或特殊结构形式,能有效降低噪声的气流管道。
消声器在噪声控制技术种是应用最广的一种降噪设备,在未来,从传递损失的提高来减少噪声,我们仍是以此种方法来有效控制噪声的传播。
2. 课题关键问题和重难点
在研究与设计的过程中,我们需要通过模拟消声器来进行分析消声特性,如何通过模型建立方程,模拟出在消声器的内腔声波的传播损失,分析声音的传播损失特性,并通过阅读一定量的文献资料确定合理的参数,设计出合理的消声器结构,然后再通过COMSOL来进行分析,利用有限元分析法不断拓扑优化消声器内部的结构设计,综合起来设计出一套切实可行的消声器是关键问题。
在设计过程中可能遇到的难点有对声的传播不熟悉,而最主要的难点是理解并且综合利用文献确定相关计算参数,通过相关计算式来确定模拟出最佳性能的消声器。
学习新的COMSOL软件也是一项新的挑战。
3. 国内外研究现状(文献综述)
在消声器的研究史上,最早记录的国外文献于1954年,在较长时间的汽车发展进程中,消声器一直被重视。
其中,国内在基于马大猷先生对声的基本特性研究之后,开创了声学研究的基础,运用于如今的在汽车排气消声器的设计上。
文献[1]确定了扩张比、内插管长度、共鸣腔、扩张腔的个数影响因素对消声器传递损失有影响,而经过COMSOL仿真分析表明,结构参数对消声器消声性能的影响明显。
4. 研究方案
根据发动机排气噪声频谱确定消声器必须的消声量频率特性,结构参数的确定,即消声器容积、外形尺寸、枪术、腔室、长度、消声管管径、共振孔参数等,再确定内部结构以及气流通道,这里有扩张腔、共振腔、内插管布置等,由此再根据经验及理论计算可以形成消声器的初步设计方案。
之后建立消声器的内外部机构模型,利用COMSOL软件经过数值模拟分析,建立各种计算模型进行模拟压力、温度、流苏、声压级、功率等,可以得到传递损失、插入损失、尾管噪声、压力损失、排气被压、功率损失等,针对结果表现出的缺点进行结构改进,再根据这些数值判断是否符合标准,符合则设计成功,不符合则需要再次改进修正,直至完整。
5. 工作计划
第1周 完成英文翻译,提交英文翻译给指导老师批阅。
英文翻译经指导老师批阅合格并确认后,译文和原文均上传至毕业设计管理系统,译文封面用标准模板。
查阅文献资料,撰写开题报告。
