进、排气系统是内燃机的重要部件,其声学特性是决定进、排气噪声大小的关键因素。进、排气系统声学特性不仅与本身结构有关,还受贯穿其中的进、排气气流影响。进、排气系统声学特性的分析方法包括频域和时域方法,频域方法在分析气流的声学影响时具有局限性；时域方法,尤其是三维计算流体动力学法(Computational Dynamic Fluid-CFD)能弥补频域方法在这方面的不足,可以直接求解系统受平均流作用时的声学特性。本文提出一种以CFD为理论依据,以脉冲为声源输入,以分析进、出口时域脉动信号为手段,通过合理使用无反射边界和反射边界,求解气流管道系统传递损失、消声量和四极子矩阵等声学特性的三维时域脉冲法。在无平均流和有平均流两种条件下,研究三维时域脉冲法的相关问题,包括：边界条件设置、求解器设置、无法兰开口末端的模拟、平均气流和温度场的加载、湍流模型、模型网格等。计算传递损失时,出口设为无反射边界；计算消声量时,通过等效延长管法或直接建模法模拟无法兰开口末端边界。分析各种方法的计算结果,研究与声波传播方向相反或相同的平均流对管道系统声学特性的影响。研究求解管道系统四极子矩阵——散射矩阵和传递矩阵的三维时域脉冲方法,结合进、排气口的频域声学特性,可计算在进、排气气流作用下管道系统的消声量和阻抗,解决了三维时域脉冲法模拟进、排气口声学特性不够准确的问题。进、排气系统内往往含有多孔吸声材料,比如进气空滤器的滤芯和排气消声器内的玻璃纤维。提出一种基于仿真-实验结果拟合的方法,提取多孔材料的声学参数。重点研究了多孔材料的三维CFD模拟方法；与实验测量结果比较,对比了三维时域脉冲法和声学有限元法的特点。利用三维时域脉冲法完成了三个工程实例。1,采用三维时域脉冲法研究涡轮增压内燃机的压气机出口消声器在高速气流作用下的声学性能；结合压气机出口噪声的测量实验,评估了消声器对压气机出口高频噪声的衰减能力；依据三维时域脉冲法,对消声器进行声学优化,以提高其声学性能。2,应用三维时域脉冲法计算排气消声器在高温排气作用下的传递矩阵,求解其传递损失和消声量,发现600Hz内排气消声器的消声性能随马赫数和温度的升高降低；根据多负载最小二乘法提取的声源和三维时域脉冲法计算的排气系统传递矩阵,预测排气噪声,预测结果在600Hz内的误差较小,其中2阶、4阶、6阶和8阶成分的计算值与测量值吻合良好。3,结合进气噪声源和三维时域脉冲法计算的进气系统声学特性,预测进气噪声,与测量值对比,分析误差产生的原因和总结工作中需要改进之处；针对进气噪声的突出成分,对进气系统进行声学优化,同时计算了优化后进气系统的消声量和进气噪声,并通过整车定置实验和道路实验,测量了进气噪声和车内噪声；综合进气系统消声量计算值、进气噪声的计算值和实验测量结果,发现优化前后的计算值变化趋势与测量结果相符,且优化后进气系统实现了降低进气噪声的工程目的。