分别采用三维有限元法(Finite element method,FEM)和三维时域计算流体力学法(Computational fluid dynamics,CFD)对消声器的传递损失进行预测,并将计算结果与文献中的实验数据进行对比,然后从计算结果的准确性,计算耗时和易用性三个方面对这两种数值方法进行比较研究。研究结果表明无论消声器内是否存在气体流动,两种方法都能够对消声器的传递损失进行合理预测。相比之下,时域CFD法能够获得更加准确的计算结果,但计算时间消耗较长;有限元法计算时间消耗较短,但应用起来较为复杂。

探究消声器进出口轴向角度影响消声器消声性能时,多针对单腔消声器,鉴于此,针对某汽车抗性消声器,研究多腔汽车消声器进出口轴向角度对消声性能的影响规律。采用声学有限元法,借助于VirtualLab声学仿真软件,计算消声器进气管伸进长度、第二腔室支撑板间距等结构参数改变时的消声性能。固定消声器结构参数,研究不同进出口轴向角度下消声器的消声性能,结果表明,当进出口轴向角度为60°时,多腔消声器的消声性能良好,与原消声器相比,改进后的消声器具有良好的消声性能。

针对某三缸发动机排气噪声超出目标限值,将声学性能作为评价指标,利用Virtual.Lab声学有限元模块对排气消声器的声学性能进行仿真分析,对比传递损失试验结果对该声学软件的仿真精度作出评价Virtual.Lab软件在整个频段与试验值较为接近,能准确的反映消声器的声学性能。根据原排气消声器的传递损失分析结果,提出亥姆霍兹共振腔结构及阻抗复合型结构等参数设计的前后端消声器优化方案。最终对优化后的排气消声器进行尾管噪声试验,确认排气噪声达标。

谐振管是降低汽车转向系统流体脉动噪音的重要部件,如何选择合适长度的谐振管进行降噪测试非常重要。以某轿车液压助力转向系统为研究对象,通过对转向高压管结构的分析及1/4波长消音管基本参数的计算,制作9种测试样件,采集其频谱噪声数据、油管进出油口压力脉动数据及初选方案的噪音特性曲线,结果表明,谐振管的最佳降噪长度介于根据谐振一次频率、二次频率计算的理论长度之间;谐振管长度与噪音值不成线性正比关系,可以计算结果为依据制作多种样件进行台架测试选取最优方案。

抗性消声器的流体动力学性能会影响消声器的实际使用效果,为了降低抗性消声器的阻力损失,采用CFD法对添加导流管的偏置扩张式、旁支扩张式、反流扩张式消声器进行阻力损失分析。对比了不同导流管长度和出口内插管对阻力损失的影响。结果表明进气导流管能够大幅度地降低消声器的阻力损失;在必要路径内导流管越长则阻力损失越小;出口内插管能够减小阻力损失但影响不明显。其次对比不同类型的不同结构消声器的传递损失,结果表明导流管有利于提高消声器的低频声学性能。最后通过对多腔抗性消声器进行添加导流管优化,阻力损失降低52%,消声器动力性能得到明显改善。研究结果为导流管减小消声器阻力损失的工程实际应用提供了参考和理论支持。

流体噪声通过水管路辐射到海洋中,严重影响水下航行器的隐蔽性及安全性,加装水管路消声器是减小水管路辐射噪声的重要措施。考虑到流体流动对水管路消声器性能的影响,利用膨胀式消声器内部流场数值计算结果,采用平均流速理论,计算考虑内部流体流动时的消声器的传递损失,探究流速结构对消声器传递损失的影响。计算结果表明,在低流速条件下,流速对消声器的传递损失影响不大,但流体再生噪音会在特定频率下使消声器传递损失出现低值,需要对消声器结构进行改进。计算结果表明,通过修正消声器结构参数以及串联共振腔室消声器结构可有效提升特定频率下的消声器低值。可为降噪计算方法提供理论参考。

分析了声波在缸体内部传播时,受缸体壁的作用,在缸体内多次反射和互相干扰产生复杂声场的传递损失。先通过理论计算和有限元边界元耦合两种方法计算了理想状态下声波入射到中间介质时的透射传递损失,两种运算结果一致,从而证明了数值方法的正确性。进而对缸体内部复杂声场进行了分析,缸体内部施加单极子声源作为初始激励,建立有限元结构模型进行振动模态分析,以确定结构的振动特性,再与边界元模型耦合,连接处结构的振动响应传递给流体模型,作为流体模型的激励,计算缸体透射声波的传递损失。应用实例说明了该方法对复杂声场的分析易于实施,具有更广泛的工程适用性。

为讨论工程塑料蜂窝层板与蜂窝间声学介质的不同耦合方式对隔声量的影响,在VirtualLab中建立三种耦合方式的塑料蜂窝层板模型,计算得到不同蜂窝结构和声学介质的隔声频率特性曲线。结果表明工程塑料中增加层板面板及蜂窝层厚度,可以使阻尼控制区向低频移动,蜂窝与声学介质的不同耦合方式,在结构特性阻抗与流体介质的声学特性阻抗比较接近时,耦合方式的不同会对工程蜂窝层板隔声量引起较大差异。充分考虑流体域介质和蜂窝层板的耦合关系,在工程预测塑料蜂窝层板隔声量时能起到一定的参考作用。

U型波纹管是常用的管道连接和补偿装置,波纹管的结构设计对其声学传递特性具有重要影响。采用声学有限元法建立了波纹管的数值计算模型,计算了不同结构参数下波纹管的声学传递损失,得到了结构参数对波纹管声学传递损失的影响规律。基于有限元仿真结果,建立了波纹管传递损失峰值频带上、下限频率计算的数学模型。设计加工了一个波纹管试件,采用两负载实验法测试了其声学传递损失,并将实验结果与有限元仿真结果进行了对比。结果表明：U型波纹管的声学传递损失具有典型的带阻滤波特性;波高、波宽及内径是影响波纹管传递损失峰值频带上、下限频率的最主要因素;波纹管传递损失峰值频带上、下限频率数学模型的计算结果与有限元仿真结果的误差在±3.0%以内;波纹管声学传递损失的实验结果与仿真结果基本吻合,验证了波纹管声学有限元模...

为研究不同减振扣件的减振性能,运用模型试验落锤激励法,测试了铁路上原有的减振扣件（B型扣件）及一种新研发的减振扣件（A型扣件）的减振性能,并从传递率、传递损失及Z振级3个方面进行了减振性能对比分析。结果表明：在4~200Hz范围内,两种扣件各减振指标随频率变化趋势基本相同;两种扣件都具有良好的减振性能,尤其在低频段4~80Hz范围内,但在125Hz附近频率段的减振效果较差,需进一步改进提升;与铁路上原有的减振扣件（B型扣件）相比,新研发的减振扣件（A型扣件）的综合减振性能有了明显提升。