基于声模态的抗性消声器的声学性能分析及设计

论文摘要

噪声污染是世界上公认的三大污染之一。消声器经常被用来消减各种噪声。消声器主要分为抗性消声器、阻性消声器以及复合型消声器。本文主要研究的是抗性消声器。消声器的声学性能中,最主要的参数是传递损失。传递损失之所以常被用来评价消声器的声学性能,主要是因为它直观反映了消声器的消声性能,消减了多少分贝的噪声。另外只要有消声器的几何参数,传递损失就可以获得,它是消声器本身固有的一种特性,不受声源的阻抗和辐射阻抗的影响,只与消声器的构造有关。本文的主要研究内容是抗性消声器中简单扩张腔的扩张比、进出口位置、插入管、穿孔板以及其它形状的扩张腔等参数对于传递损失的影响。通过声学有限元分析软件Sysnoise的有限元分析方法得出各参数对传递损失的影响规律。声模态作为扩张腔的一个重要的声学参数,本文利用改变扩张腔的各种几何参数探究了声模态与传递损失的内在关系。从而得出一套对于给定目标频率下实现理想消声效果的方法。本文采用有限元法和三点法结合的方式,首先在Catia中实现建模,然后利用有限元前处理软件Hypermesh进行网格划分再导入到Sysnoise进行有限元分析,最后得出数据并在Matlab中进行数据处理。由于有限元方法十分耗时,所以本文中提出了利用二元模型分析代替三元模型的方法,首先利用二元模型得出各参数对传递损失的规律,然后用三元模型进行分析验证。对二元模型和三元模型得出的传递损失进行比较,得出两者之间的差异。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 图清单
• 表清单
• 第一章 绪论
• 1.1 研究目的及意义
• 1.2 消声器概述
• 1.2.1 消声器的用途
• 1.2.2 消声器的分类
• 1.2.3 消声器的评价指标
• 1.2.3.1 声学评价指标
• 1.2.3.2 空气动力学评价指标
• 1.2.3.3 机械性能评价指标
• 1.2.4 消声器研究现状
• 1.3 研究及计算方法
• 1.3.1 有限元方法
• 1.3.2 三点法
• 第二章 二元消声器模型的声学特性
• 2.1 扩张比的影响
• 2.2 进出口位置的影响
• 2.3 进出口插入管长度的影响
• 2.4 穿孔率的影响
• 2.5 扩张腔形状的影响
• 2.5.1 三角形扩张腔
• 2.5.2 五角形扩张腔
• 第三章 三元扩张腔消声器的声学性能分析
• 3.1 扩张腔扩张比和形状的影响
• 3.2 进出口位置的影响
• 3.3 进出口插入管的影响
• 3.4 穿孔率的影响
• 第四章 任意消声器的设计
• 第五章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 谢辞