用流體動(dòng)力學(xué)計(jì)算模型進(jìn)行汽車消聲器尾管噪音預(yù)測(cè)試驗(yàn)及研究-資料下載頁(yè)
2025-08-23 10:23本頁(yè)面
【正文】 展示了它的結(jié)果。從這幅圖中，在發(fā)動(dòng)機(jī)低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)（10002000rpm），我們可以看到模擬結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的差異。因?yàn)樵趶U氣中聲速隨廢氣溫度的變化急劇變化，氣體溫度對(duì)排氣管聲壓級(jí)具有重要影響。因此，這些差異可能是由排氣溫度中實(shí)驗(yàn)結(jié)果和模擬結(jié)果的差異引起的，圖8展示了這些結(jié)果。圖7排氣尾管出口處聲壓級(jí)。在穩(wěn)態(tài)狀態(tài)下，模擬結(jié)果由簡(jiǎn)化模型計(jì)算，汽缸壁溫度由穩(wěn)態(tài)傳熱器計(jì)算。視圖圖片縮略圖制作圖8：消聲器入口氣體溫度 在穩(wěn)態(tài)工況下，表現(xiàn)氣體溫度的模擬結(jié)果由簡(jiǎn)化模型計(jì)算，汽缸壁溫度由穩(wěn)態(tài)傳熱器計(jì)算。視圖圖片縮略圖制作在上述穩(wěn)定模擬中，排氣管溫度根據(jù)內(nèi)部熱轉(zhuǎn)化（氣體和排氣管之間）、外部熱轉(zhuǎn)化（排氣管與外部環(huán)境之間）、壁熱電容和壁初始溫度來(lái)計(jì)算。從能量公式（公式2）和焓公式（公式3）我們可以看出排氣壁溫度可以在每消耗時(shí)間的步驟中計(jì)算出來(lái)。根據(jù)我們的經(jīng)驗(yàn)，在小型排氣系統(tǒng)中內(nèi)壁溫度尤其和排氣系統(tǒng)的冷電位端相同。因?yàn)閷?shí)驗(yàn)時(shí)間短（30s），所以在排氣和排氣管之間的熱交換不能在短時(shí)間內(nèi)完全完成。而且，金屬中的熱傳導(dǎo)速度非?？臁Ｒ虼?，一部分的壁溫大約是定值。根據(jù)上面的分析，排氣系統(tǒng)的壁溫多為固定的一些常量來(lái)存儲(chǔ)計(jì)算時(shí)間和實(shí)驗(yàn)中得到的常量。至于這些常量的計(jì)算方法，在當(dāng)前的研究中為保證排氣溫度的模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相同，內(nèi)壁溫度應(yīng)為常量。圖9和圖10分別展示了排氣溫度的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和聲壓級(jí)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。圖9展示了從與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相近的模擬結(jié)果中得到的氣體溫度。而且，這個(gè)修正值可以提高排氣管噪聲分析精確度，尤其在低轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，這是評(píng)估消聲器聲學(xué)性能的最重要的方面。圖9：消聲器入口氣體溫度。模擬結(jié)果S顯示出排氣溫度由穩(wěn)態(tài)工況下的簡(jiǎn)單模型計(jì)算出，并且內(nèi)室溫度由穩(wěn)態(tài)傳熱器計(jì)算得出。模擬結(jié)果ST顯示出排氣溫度由穩(wěn)態(tài)狀態(tài)下的簡(jiǎn)單模型經(jīng)計(jì)算得出，并且內(nèi)室溫度是一個(gè)定值。圖10：排氣管出口處的聲壓級(jí)。S的模擬結(jié)果由在穩(wěn)態(tài)狀態(tài)下的簡(jiǎn)化模型計(jì)算，壁溫由穩(wěn)態(tài)下的傳熱器計(jì)算。ST的模擬是由穩(wěn)態(tài)下簡(jiǎn)易模型計(jì)算的，并且壁溫保持一定值。視圖圖片縮略圖制作圖11展示了不同計(jì)算模型執(zhí)行時(shí)間的對(duì)比。我們可以看出最后簡(jiǎn)化模型的執(zhí)行時(shí)間是標(biāo)準(zhǔn)模型的1/16。圖12展示了最后簡(jiǎn)化模型的計(jì)算結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比。秩序2的最后簡(jiǎn)易模型的計(jì)算精度是可以接受的。圖11：四種模型執(zhí)行時(shí)間的對(duì)比視圖圖片縮略圖制作圖12：實(shí)驗(yàn)結(jié)果和簡(jiǎn)化模型的模擬結(jié)果的對(duì)比。模擬結(jié)果由在穩(wěn)態(tài)下的簡(jiǎn)化模型計(jì)算，壁溫為一固定值。視圖圖片縮略圖制作排氣管消聲器的排氣管噪聲由一維流體動(dòng)力學(xué)計(jì)算模型計(jì)算，并且計(jì)算結(jié)果由實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。我們可以看出2秩序的發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)頻率的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和模擬結(jié)果很相近，即使發(fā)動(dòng)機(jī)在高秩序，不在模擬結(jié)果中考慮的流體噪聲也會(huì)引起差異。利用一維標(biāo)準(zhǔn)流體動(dòng)力學(xué)計(jì)算模型，在這個(gè)研究中用了一個(gè)簡(jiǎn)單模型，這個(gè)簡(jiǎn)單模型可以提供可接受的準(zhǔn)確度并且相比標(biāo)準(zhǔn)模型可以節(jié)約90%的執(zhí)行時(shí)間。簡(jiǎn)化模型可以使工程師試圖設(shè)計(jì)更多消聲器內(nèi)部結(jié)構(gòu)的優(yōu)化。在實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)消聲器之前，標(biāo)準(zhǔn)模型可以適用驗(yàn)證優(yōu)化設(shè)計(jì)。
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