基于cfd和声学有限元的抗性消声器性能数值研究

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1、万方数据论文题目：基于CFD和声学有限元法的抗性消声器性能数值研究作者姓名：奎凰专业名称：速佳扭越厘王程指导教师：医麽光论文提交日期：论文答辩日期：授予学位日期：入学时间：2Q曼!生窆且研究方向：逾动皇氩动噬虚数值搓拯职称：敛授2Q兰垒生垒目垄Q至垒生§旦2目万方数据NUMERICALSTUDYONPERFoR削LANCESOFREACTⅣEMUFFLERBASEDONCFDANDACoUSTICSFINITEELE眦NTl垤ETH0lDADissertationsubmittedinfulfillmentoftherequirementsofthedegreeofMASTER

2、oFPHILoSoPHYShandongUniversityofScienceandTechnologyLiFengSupervisor：ProfessorChenQingguangCollegeofMechanicalandElectronicEngineeringApril2014万方数据声明本人里交给山东科技大学的这篇硕士学位论文，除了所列参考文献和世所公认的文献外，全部是本人在导师指导下的研究成果。该论文资料尚没有呈交于其它任何学术机关作鉴定。硕士生签名：日期：加f争．‘、8AFFⅡn厦ATIoNIdeclarethatthisdissertation，submitte

3、dinfulfillmentoftherequirementsfortheawardofMasterofPhilosophyinShandongUniversityofScienceandTechnology,iswhollymyOWnworkunlessreferencedofacknowledge．Thedocumenthasnotbeensubmittedforqualificationatanyotheracademicinstitute．SignatuDare：心：厶F卅j触陬6。％万方数据山东科技大学硕士学位论文摘要抗性消声器是管道消声中较为常用的消声器。一个抗性消

4、声器的优劣，主要通过其空气动力学性能和声学性能来衡量。通过综合分析抗性消声器的空气动力学性能和声学性能，可提高消声器的设计质量，并为消声器的结构优化提供参考依据。本文主要针对管道消声中常用的抗性消声器，利用计算流体动力学(CFD)方法模拟典型抗性消声器内部流场的压强分布特性，获得不同结构抗性消声器的压力损失，并与半经验公式计算结果进行对比，分析不同结构的扩张室消声器的空气动力学性能的优劣以及半经验公式法的使用条件：另外，利用声学有限元方法对典型结构抗性消声器的传递损失进行计算，得出消声器的传递损失，并定性地分析、验证典型抗性消声器声学性能的优劣。在完成消声器的几何模型的建立工作

5、以后，对其计算区域进行网格划分及网格质量检查，设定初始条件、边界条件和求解方法后可以得到消声器内部流场计算结果。对于声学计算，还要定义流体属性及出口无反射边界条件，声学仿真可求出消声器的声场分布、进出口声压响应以及传递损失。对典型结构抗性消声器的压力损失计算结果表明：抗性消声器的压力损失主要是由局部阻力损失引起的，而局部阻力损失又主要发生在突然缩小的截面附近：对于单节扩张室消声器，CFD数值模拟、经验公式和试验三种方法均可以较准确地确定其压力损失；对于多节串联扩张室消声器、带内插管的扩张室消声器和穿孔管消声器等结构较为复杂的消声器的压力损失，不能简单地利用现有的经验公式来计算；

6、当外形尺寸相同时，穿孔管消声器和带内插管的扩张室消声器较其他消声器具有更好的空气动力学性能。对典型结构抗性消声器的传递损失计算结果表明：单节扩张室消声器存在消声量为0的通过频率的缺陷；带内插管的扩张室消声器不仅解决了普通单节扩张室消声器通过频率的问题，而且将普通单节扩张室消声器的消声性能提高了近一倍；将两节长度相等的扩张室消声器串联后，其传递损失可近似根据两个单节扩张室消声器在同一频率处的传递损失叠加来计算；穿孔管消声器的消声性能更好、更稳定：穿孔管消声器对高频噪声也具有良好的消声效果。本文通过综合对比多种结构的抗性消声器的空气动力学性能和声学性能，得出带内万方数据些銮型垫奎兰

7、堡主兰焦笙兰塑量插管的扩张室消声器和穿孔管消声器具有更好的空气动力学性能，在声学性能方面，穿孔管消声器则更有优势。方法关键词：抗性消声器，空气动力学性能，声学性能，计算流体动力学，声学有限元万方数据山东科技大学硕士学位论文摘要ABSTRACTThereactivemufflerisusedinthenoisereductionofpipemostcommonly．Generally,thereactivemufflercanbeevaluatedbyitsaerodynamicperform