发动机排气系统仿真分析与研究

论文摘要

近年来,汽车工业的高速发展,产生的噪声污染已成为全球性问题。同时,人们对汽车的舒适性等各方面要求也越来越高。排气噪声是影响乘车舒适性的一个重要方面,因此越来越受到人们的关注。汽车发动机产生的排气噪声是主要噪声源之一,安装排气消声器是降低排气噪声的有效途径。本文简要介绍了声学的基本理论,噪声的产生原因和控制的方法,汽车排气噪声的产生机理以及车用排气消声器的种类,了解了消声器的研究现状和研究方法。通过对消声器的工作原理和影响其性能的主要指标进行了分析,提出了用离散的数值分析方法对消声器进行仿真分析。有限体积法是一种基于离散化的数值分析方法,也是许多声学软件工作的理论基础。本文运用CFD流体仿真软件FLUENT对消声器进行了仿真,对其内部各场如流场和压力场进行了相应的分析,得出消声器的压力损失曲线,评价了消声器的流体性能。综合考虑消声器的各项指标和要求,对消声器进行了改进和计算,并将改进后模型的计算结果和原模型计算结果进行了对比,从对比看出,改进后模型的压力损失较原模型降低了,流场分布更加均匀,外壁噪声声功率有所降低,证明改进是合理和成功的。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的研究背景及意义
• 1.2 消声器的研究概况
• 1.2.1 消声器理论研究的发展
• 1.2.2 消声器试验研究概况
• 1.3 本课题研究的内容
• 第二章 噪声基本理论和消声器概述
• 2.1 噪声基本理论
• 2.1.1 噪声的定义及分类
• 2.1.2 噪声的主观评价指标
• 2.2 排气噪声理论知识
• 2.3 消声器相关概述
• 2.3.1 消声器的分类
• 2.3.2 消声器的评价指标
• 2.4 消声器工作理论基础
• 2.4.1 平面波理论
• 2.4.2 流场基本理论
• 2.5 消声器性能计算方法
• 2.5.1 四端网络法
• 2.5.2 数值计算方法
• 2.6 本章小结
• 第三章 基本消声单元仿真计算
• 3.1 计算流体动力学CFD
• 3.1.1 计算流体力学CFD简介
• 3.1.2 Fluent软件介绍
• 3.2 非穿孔类消声器
• 3.2.1 扩张式无偏置消声器
• 3.2.2 扩张式偏置消声器
• 3.2.3 内插管无偏置消声器
• 3.3 穿孔类消声器
• 3.3.1 直流穿孔管
• 3.3.2 横流穿孔管
• 3.4 本章小结
• 第四章 消声器CFD仿真和计算
• 4.1 课题所研究消声器简述
• 4.2 消声器的CFD仿真计算
• 4.2.1 模型前处理
• 4.2.2 消声器的数值模拟
• 4.2.3 消声器的流畅描述
• 4.2.4 消声器压力损失的计算
• 4.3 消声器改进设计
• 4.3.1 改进方案的确定
• 4.3.2 改进模型与原消声器性能比较
• 4.4 本章小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢