排气消声器声学性能有限元分析研究
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ｚ ｔｏ ｆｍｕ ｌｒ ． ａ ｉｎ ｏ ｆ ｅ ｓ
Ｋｅ ｒ ｓ： ａ ｏ ｓｉｓ； ｆ ｅ ； ＹＳ ｙ ｗｏ ｄ ｃ ｕ ｔｃ ｍｕ ｆ ｒ Ｓ ＮＯＩ Ｅ ｏ ｔ ｒ ｆｎｉ ｌ ｍｅ ｔａ ａｙ ｉ ；ｒ ｎ ｍｉｓｏ ｏ ｓ ｌ Ｓ ｓｆ ｗａ ｅ；ｉ ｔ ｅｅ ｎ ｎ ｌｓｓ ｔａ ｓ ｓ ｉｎ ｌ ｓ ｅ
以用来 研究 任意形 状 的 消声 器 ， 是分 析 复 杂 消 声 器 声 学性 能 的有 效 方 法 。本 文 利 用 Ｈ Ｐ Ｒ Ｓ 软 Ｙ Ｅ ＭＥ Ｈ 件和 Ｓ Ｓ Ｏ Ｓ Ｙ Ｎ ＩＥ软 件 。 消声 器进 行有 限元 建 模 和 对
壁 向外辐 射 。
１ ２ 有 限元计 算 过程 中的 数学公 式描 述 ．
根据 声学 激励 求解 声压 响应 的公 式为 ［ ＋ｉ ｗＣ一 Ｍ］ ＝Ｆ Ｐ Ａ （） １
声 学分 析 ， 析 了插 入 管 长 度 ， 张 比 ， 孔 板 ， 分 扩 隔 扩
张腔长度 等 因素对 消声 器 传 递 损 失 产生 的影 响 ， 为 消声 器 的设计 提供 了理 论依 据 。
发动 机 排 气 噪声 是 汽 车 噪 声 中最 大 的 噪 声 来
源， 主要通 过 安 装 消 声 器 来 消 除 ， 因此 消声 器 的设 计 与改进 成为 降低 汽车 噪声 的有 效途 径 。
１ 声 场 理 论 模 型
１ １ 分析计 算 过程 中的假 设 条件 ］ ．
传递 矩 阵法 ¨ 和 有 限元 法 是 两种 常见 的设 ’
Ｃ — ｉ ｎ ， ＢＩ Ｃｈ ａｎ ｘ ｎ ＡＩＫｅｑ ａ ｇ ｕ —ｉｇ
（ｎｔｕ ｆ ｏ ｎ ｎ ｉｒｔ ｎＲ ｓａｃ ， ｅｅ Ｕ ｉ ｒ ｔ ｏ ｅｈ ｏｏｙ ｅ ｉ ３ ０ ９ Ｃ ｉａ Ｉｓ ｔｔ ｏ ｕ ｄａ ｄＶｂａ ｏ ｅｅｒｈ Ｈ ｆ ｎｖ ｓ ｙ ｆ ｃ ｎ ｌ ，Ｈ ｆ ０ ０ ， ｈｎ ） ｉ ｅ Ｓ ｉ ｉ ｅ ｉ Ｔ ｇ ｅ２
要 ：消声 器结 构很难利用纯粹的理论方法算 出正确 的结果 。利用声学软件 Ｓ Ｓ ＯＳ Ｙ Ｎ ＩＥ计算 消声器的传递
损失 ， 并研究了扩张 比、 插人管深度 等因素对消声效果影响 ， 为消声器 的设计 、 优化提供 了理论依据 。 关键词 ：声学 ； 消声器 ；Ｙ Ｎ ＩＥ软件 ； 限元分析 ； Ｓ Ｓ ＯＳ 有 传递 损失
收稿 日期 ：２ ０ ０ ９～１ １—０ ；修 改 日期 ：２ ０ ６ ０ ９—１ —２ １ ６
会 产生 较 大的误 差 。 有 限元 法 是 根 据 微分 原 理 ， 可
（ ）媒 质 中传播 的 是小 振 幅 声波 ， 合 线性 传 ２ 符
递关系；
（ ）声传 播 是绝 热过 程 ； ３
（ ） 媒 质 的静 态 压强 和静 态密度 都是 常数 ； ４
（ ） 消声 器 为刚性 管 壁 组成 ， ５ 声波 不 会 透过 管
Ａｂ ｔａ ｔ ｓｒ ｃ ：Ｍｕ ｆ ｒ ｒ ｓ ａ ｌ ｃ ｍｐ ｉ ａｅ ｎ ｓｒ ｃ ｕ ｅ ． Ｉ ｉ ｄ ｆ ｃ ｌ ｔ ｎ ｌ ｚ ｎ ｒ ｄｃ ｈ ｉ ｆ ｅ ｓ ａ ｅ ｕ ｕ ｌ ｏ ｌ ｔ ｄ ｉ ｔ ｔ ｒ ｓ ｔ ｓ ｉ ｕ ｔ ｏ ａ ａｙ ｅ ａ ｄ ｐ ｅ ｉｔ ｅ ｒ ｌ ｙ ｃ ｕ ｉ ｔ
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排气 消 声器声 学性 能有 限元 分析 研究
１５ ０
文章编号 ：０ ６１５ （ ００ ０ —１５０ １０ —３ ５ ２ １ ）５００ －３
排 气 消 声 器 声 学 性 能 有 限 元 分 析 研 究
蔡 克 强 ，Байду номын сангаас传 兴
（ 肥工 业 大学 噪 声振 动 工程 研 究所 ， 合 合肥
摘
２ ００ ） ３０９
中图分类号：Ｔ ４３ Ｋ１
文献标识码 ： Ａ
Ｄ Ｉ Ｏ 编码 ：０ ３ ６ ／．ｓｎ １０ １ ． ９ ９ ｊｉ ．０ ６—１５ ．０ ０ ０ ．２ ｓ ３５ ２ １．５０５
Ｆｉ ｉｅ Ｅｌ ｍ ｅ ｔ Ａｎ ｌ ｓｓ ｏ ｈａ ｔＭ ｕ ｅ ’ ｏ ｓ ｉ ｒ ｏ ｍ ａ ｅ ｎｔ ｅ ｎ ａ ｙ ｉ ｆ Ｅｘ ｕｓ ｌ ｆ ｒ Ｓ Ａｃ ｕ ｔｃ Ｐｅ ｆ ｒ ｎｃ
（ ）消 声器 中的媒质 为理 想流 体 ； １
计 消声器 的 方 法 。传 递 矩 阵 法使 用 范 围仅 限 于 平 面波传 播 ， 主要 适用 于 简单 结 构 消 声器 的声 学 性 能
分析 。大 部分 消声 器 外 部形 状 都 不 规 则 、 内部 结 构 也 比较 复 杂 ， 如果 仍 然 用 平 面 波 理 论分 析 研 究 必 然
Ｋｅ ｒ ｓ： ａ ｏ ｓｉｓ； ｆ ｅ ； ＹＳ ｙ ｗｏ ｄ ｃ ｕ ｔｃ ｍｕ ｆ ｒ Ｓ ＮＯＩ Ｅ ｏ ｔ ｒ ｆｎｉ ｌ ｍｅ ｔａ ａｙ ｉ ；ｒ ｎ ｍｉｓｏ ｏ ｓ ｌ Ｓ ｓｆ ｗａ ｅ；ｉ ｔ ｅｅ ｎ ｎ ｌｓｓ ｔａ ｓ ｓ ｉｎ ｌ ｓ ｅ
以用来 研究 任意形 状 的 消声 器 ， 是分 析 复 杂 消 声 器 声 学性 能 的有 效 方 法 。本 文 利 用 Ｈ Ｐ Ｒ Ｓ 软 Ｙ Ｅ ＭＥ Ｈ 件和 Ｓ Ｓ Ｏ Ｓ Ｙ Ｎ ＩＥ软 件 。 消声 器进 行有 限元 建 模 和 对
壁 向外辐 射 。
１ ２ 有 限元计 算 过程 中的 数学公 式描 述 ．
根据 声学 激励 求解 声压 响应 的公 式为 ［ ＋ｉ ｗＣ一 Ｍ］ ＝Ｆ Ｐ Ａ （） １
声 学分 析 ， 析 了插 入 管 长 度 ， 张 比 ， 孔 板 ， 分 扩 隔 扩
张腔长度 等 因素对 消声 器 传 递 损 失 产生 的影 响 ， 为 消声 器 的设计 提供 了理 论依 据 。
发动 机 排 气 噪声 是 汽 车 噪 声 中最 大 的 噪 声 来
源， 主要通 过 安 装 消 声 器 来 消 除 ， 因此 消声 器 的设 计 与改进 成为 降低 汽车 噪声 的有 效途 径 。
１ 声 场 理 论 模 型
１ １ 分析计 算 过程 中的假 设 条件 ］ ．
传递 矩 阵法 ¨ 和 有 限元 法 是 两种 常见 的设 ’
Ｃ — ｉ ｎ ， ＢＩ Ｃｈ ａｎ ｘ ｎ ＡＩＫｅｑ ａ ｇ ｕ —ｉｇ
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要 ：消声 器结 构很难利用纯粹的理论方法算 出正确 的结果 。利用声学软件 Ｓ Ｓ ＯＳ Ｙ Ｎ ＩＥ计算 消声器的传递
损失 ， 并研究了扩张 比、 插人管深度 等因素对消声效果影响 ， 为消声器 的设计 、 优化提供 了理论依据 。 关键词 ：声学 ； 消声器 ；Ｙ Ｎ ＩＥ软件 ； 限元分析 ； Ｓ Ｓ ＯＳ 有 传递 损失
收稿 日期 ：２ ０ ０ ９～１ １—０ ；修 改 日期 ：２ ０ ６ ０ ９—１ —２ １ ６
会 产生 较 大的误 差 。 有 限元 法 是 根 据 微分 原 理 ， 可
（ ）媒 质 中传播 的 是小 振 幅 声波 ， 合 线性 传 ２ 符
递关系；
（ ）声传 播 是绝 热过 程 ； ３
（ ） 媒 质 的静 态 压强 和静 态密度 都是 常数 ； ４
（ ） 消声 器 为刚性 管 壁 组成 ， ５ 声波 不 会 透过 管
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排气 消 声器声 学性 能有 限元 分析 研究
１５ ０
文章编号 ：０ ６１５ （ ００ ０ —１５０ １０ —３ ５ ２ １ ）５００ －３
排 气 消 声 器 声 学 性 能 有 限 元 分 析 研 究
蔡 克 强 ，Байду номын сангаас传 兴
（ 肥工 业 大学 噪 声振 动 工程 研 究所 ， 合 合肥
摘
２ ００ ） ３０９
中图分类号：Ｔ ４３ Ｋ１
文献标识码 ： Ａ
Ｄ Ｉ Ｏ 编码 ：０ ３ ６ ／．ｓｎ １０ １ ． ９ ９ ｊｉ ．０ ６—１５ ．０ ０ ０ ．２ ｓ ３５ ２ １．５０５
Ｆｉ ｉｅ Ｅｌ ｍ ｅ ｔ Ａｎ ｌ ｓｓ ｏ ｈａ ｔＭ ｕ ｅ ’ ｏ ｓ ｉ ｒ ｏ ｍ ａ ｅ ｎｔ ｅ ｎ ａ ｙ ｉ ｆ Ｅｘ ｕｓ ｌ ｆ ｒ Ｓ Ａｃ ｕ ｔｃ Ｐｅ ｆ ｒ ｎｃ
（ ）消 声器 中的媒质 为理 想流 体 ； １
计 消声器 的 方 法 。传 递 矩 阵 法使 用 范 围仅 限 于 平 面波传 播 ， 主要 适用 于 简单 结 构 消 声器 的声 学 性 能
分析 。大 部分 消声 器 外 部形 状 都 不 规 则 、 内部 结 构 也 比较 复 杂 ， 如果 仍 然 用 平 面 波 理 论分 析 研 究 必 然