赫姆霍兹消声器的消声性能研究

论文摘要

设计性能优良的消声器是降低汽车进排气系统噪声的有效措施。赫姆霍兹消声器结构简单、消声性能好、压力损失小,但降噪频率较小、频带较窄,故多用于进气系统。在保证消声器安装空间不增大的前提下,为了寻找能够更大限度地提高消声器的消声量、改善其频率特性的方法,使其更好地消除进气系统的噪声。论文分别采用集中参数法、一维平面波方法和三维方法详细全面地研究了赫姆霍兹消声器的消声性能。论文在声学及消声器理论基础上建立了赫姆霍兹消声器的集中参数模型、一维平面波模型和统计能量分析模型。论文基于一维方法研究了赫姆霍兹消声器结构参数对消声性能的影响。得出了消声器的共振腔容积、连接管长度、连接管截面积及主管截面积对消声器消声性能的影响规律。论文基于统计能量法研究了共振腔外形对消声性能的影响,得出了共振腔形状对消声性能有影响的结论。进而详细研究了共振腔截面形状为圆形时腔体高径比变化对消声性能的影响规律,研究了共振腔截面形状为矩形时腔体高宽比及截面长宽比变化对消声性能的影响规律,并对圆形截面和矩形截面共振腔的消声性能进行了比较。得出了共振腔高径比、高宽比和截面长宽比变化对共振频率的影响规律。通过对三种计算模型的比较得出了三种模型各自的适用范围。论文在保持共振腔容积不变的前提下,研究了对共振腔进行串联或并联布置对消声性能的影响以及温度变化对消声性能的影响。研究发现,共振腔串联可以消除多个频率的噪声,并联可以显著增大消声量。随着温度的升高,共振频率不断增大。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的背景及研究的目的和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 论文的主要研究内容
• 第2章 消声器理论基础
• 2.1 进排气噪声的产生机理及控制
• 2.1.1 进气噪声的产生及控制
• 2.1.2 排气噪声的产生及控制
• 2.2 消声器的声学性能评价指标
• 2.2.1 传递损失
• 2.2.2 插入损失
• 2.2.3 声压级
• 2.3 统计能量分析方法的应用分析
• 2.4 本章小结
• 第3章 消声器的声学性能模型建立及分析
• 3.1 引言
• 3.2 集中参数模型
• 3.3 一维平面波模型
• 3.4 统计能量分析模型
• 3.5 本章小结
• 第4章 赫姆霍兹消声器的消声性能研究
• 4.1 引言
• 4.2 消声器结构参数对消声性能的影响
• 4.3 共振腔外形形状对消声性能的研究
• 4.4 共振腔结构形状对消声性能的影响
• 4.4.1 圆形截面共振腔结构形状对共振频率的影响
• 4.4.2 矩形截面共振腔结构形状对消声性能的影响
• 4.5 共振腔布置方式对消声性能的影响
• 4.6 温度对消声器共振频率的影响
• 4.7 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢