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安装排气消声器是降低发动机排气噪声的主要手段,排气系统在降低噪声同时,会对发动机性能产生一定影响,特别是结构复杂的消声器易导致排气背压升高从而降低发动机动力和效率。由于排气背压、流速等参数对发动机排气系统设计至关重要,本文首先针对某汽油机与排气系统耦合模型做了一维GT-Power仿真和GT-Power与Fluent耦合仿真,通过对比分析两种方法的计算结果,确定出使用三维计算对于消声器结构设计很具有指导意义。在研究增压系统对发动机排气噪声的影响时,发现涡轮通过改变流场和声场来影响排气噪声特性。本文还针对速度特性和调速特性,总结分析了瞬态工况时排气噪声的基本变化规律。 插入损失是评价消声器性能的重要指标,除使用实验方法测量外还可以在已知声源阻抗的情况下计算得到,而要获得声源阻抗,必须先采用准确的管口辐射模型计算反射系数,本文通过计算,选择了更加准确的Munt有流模型。由于实际的噪声测量误差会对计算结果有很大影响,本文研究了输入误差对传统四负载法计算的影响,接着从声阻抗幅角出发提出了本文的声源阻抗获取方法,通过对比各方法的计算结果表明本文方法能够保证求解的声阻为正,而且可以成功预测管口辐射声压级。 在提取声阻抗时,选用的负载组合对计算结果会造成一定的影响,本文结合实验数据,从传统四负载法的负载组合入手,对多负载法求解声阻抗的原理进行了深度剖析,在此基础上分别采用三负载组合、四负载组合甚至五负载组合进行计算,通过对比分析,发现了不同负载组合对声阻抗计算的影响规律,借助这一规律除了可以对已提取到的声阻抗进行优化,还可帮助以后试验中的负载选取。 本文使用GT-Power软件自身集成的声源阻抗提取模块,研究了自然吸气与增压两种进气方式时的声阻抗变化,分析了软件提取与本文方法计算结果存在差异的原因;通过计算变转速和变负荷时的声阻抗,表明进气量对于声阻抗的计算会产生较大影响;最后针对三种结构消声器,通过对比插入损失的仿真结果与使用声源阻抗预测的结果,对两种方法的优缺点进行了详细分析。