研究发动机排气系统性能是排放控制和噪声控制的要求。采用传统方法对发动机排气系统的流动特性和声学特性进行研究,难以获得与实际相符的计算结果。采用有限体积法、声学有限元法等三维数值模拟方法研究发动机排气系统性能,既能模拟气体的实际流动情况,又能考虑诸多因素对排气系统性能的影响。本文以某企业某款发动机排气系统为原模型,对其流动特性、声学特性以及流动特性对声学特性的影响进行了分析研究。首先,采用流固耦合方法对排气系统的流动特性进行研究。对排气系统的流固耦合模型进行三维数值模拟计算,得到了发动机全速全负荷工况下排气系统内的压力场、温度场以及速度场分布情况。根据流场分布结果,进一步分析了排气系统压力损失的原因,提出了温度场分析研究的必要性,给出了系统内部流体的具体流动状况。其次,采用某企业搭建的试验台架,以排气系统上6个测试点的排气背压值和排气温度值作为比较对象,验证了三维流固耦合数值模拟计算结果的可靠性。其后,采用声学有限元法对排气系统的声学特性进行研究。对消声系统的声学有限元模型进行声学有限元分析,以传递损失作为评价指标,分别对前消声器、后消声器、整个消声系统的声学特性进行分析,得到了前、后消声器以及整个消声系统的传递损失曲线,并给出了部分频率值下的声压分布云图。最后,对温度、流速这两个因素对消声器声学特性的影响进行研究,得到了耦合温度、流速因素的消声系统传递损失曲线。研究结果表明:考虑温度因素后,消声频谱向高频移动,表现为传递损失曲线的第一个峰值由320Hz移向480Hz,第二个峰值由400Hz移动到670Hz。低频段的平均消声量降低了约20dB,消声效果变差,中高频段的平均消声量增加了15dB左右,消声特性得到了一定的改善;考虑流速因素后,平均消声量相较与未考虑流速因素时略有增加,增幅约为3dB。总体来看,温度对声学特性的影响比流速对声学特性的影响更为明显。