第34卷(2012)第3期减振与降噪
荣油机 Diesel Engine
双层管消声器的仿真分析
韦武，田锐，薛冬新，宋希庚
Vol. 34(2012) No. 3
（1.大连理工大学能源与动力学院，辽宁大连116024；2.清远职业技术学院，广东清远511510）摘要：运用LMSVirtual.Lab对一穿孔管消声器进行仿真，仿真结果和试验结果吻合较好；在此基础上在膨胀腔的1/3处加一层穿扎管，并对不同穿孔率组合进行研究。结果表明：双层穿孔管消声器的声学特性在中高频率明显比原来单层消声器的要好。同时使用Fluent软件对其空气动
力学性能进行研究，结果表明：改进后的消声器压力损失和原始的消声器并无大的差别。关键词：消声器；声学特性；空气动力学性能；仿真
中图分类号：TK421*6；TB535*.2文献标识码：A文章编号：1001-4357(2012)030037-04
SimulationAnalysisofTwoLayersPerforatedTubeMuffler
Wei Wu', Tian Rui’, Xue Dongxin', Song Xigeng
(1. School of Energy and Power Engineering, Dalian University of Technology, Liaoning Dalian 116024 ;
2.Qingyuan Polytechnic,Guangdong Qingyuan511510)
Abstract : The simulation of a perforated tube mufler was performed by using LMS Virtual. Lab software, and the simulation results coincide well with the experimental results. Another layer of perforated pipe was added at 1/3 of the expansion chamber with the original structure unchanged, and combinations of different perforation rate were studied. The results show that the acoustic characteristics of the double-perforated muffler are obviously better than the original one on the middle and high frequency. And anal-ysis of aerodynamic was performed by Fluent software. The results show that the pressure loss between the improved muffler and the original muffler model is not very obvious.
Keywords:muffle; aerodynamic performance; acoustic characteristics; simulation
o
引言
排气噪声是内燃机主要噪声源之一，而降低排气噪声最有效措施就是在发动机的排气管中安装消声器，但如此也增加了发动机的排气阻力，致使发动机性能有所下降。随着人们生活水平的提高，各项政策法规也相应的出台，各种车辆的最大噪声必须满足一定的要求才能在路面上行驶1)。通常发动机中排出的废气温度比较高，而CO，、HC、NO 等酸性气体对阻性吸声材料具有较强的腐蚀作用；同时由于吸声材料不利于废气的排出，所以一般发动机均采用结构简单、吸声频带宽的复合抗性结构
消声器，主要是在胀消声器内装上穿孔管、穿孔板、内插管等组合面成[2]。
传统的消声器主要是依靠一维声波传递矩阵的理论和经验公式进行设计。一般消声器的内部结构比较复杂，声波的传播实质是三维模型，因此一维平面波理论设计方法会给模型带来比较大的误差。随着计算机科学技术的发展，使用三维声波理论对消声器进行研究和设计提供了可能性[3]。
本文使用Ansys划分有限元网格模型，为了和试验进行对比，验证Virtual.Lab软件计算的可行性，利用virtual.lab和fluent软件对典型的Sullivar&Crocker[4)穿孔管消声器进行模拟仿真，并在模
收稿日期：2011-12-15；修回日期：2012-02-10
作者简介：韦武，男（1985-），在读硕士，研究方向：内燃机噪声报动控制，E-mail：weiwu311@sinacom。