基于FLUENT的发动机消声器的设计与优化.doc

摘要：消声器在排气系统里是一个关键的结构体，它对于噪声的消声效果，直接影响排气系统性能。

内燃机排气系统设计与优化是根据汽车发动机的排量、功率、扭矩、转速等相关参数，设计符合要求的排气系统，确定消声器的选型以及其他结构参数等。对消声器建模，采用有限元方法计算声学，保证设计的消声器在低中高频的最低消声量维持在25dB以上；对流体性能进行仿真分析，将消声器的压力损失降低到4500Pa以下。

针对流体动力学性能的仿真分析，根据实际需求模拟流体流动、湍流特性、热传递状态等，对气流在消声器结构中的流动状态采取不同的离散格式和数值计算方法，可以进行精度较高的消声器流体动力性能计算。做消声器的声学性能计算时，将完成前处理的有限元网格导入后，凭借着良好的声振分析能力和便捷的使用条件，分析消声器内部的声压特性。消声器的声学和流体力学采用不同工具进行计算，可以将计算精度提高到80%左右，设计出高消声性能、低压力损失的排气消声器。

排气系统消声器的结构设计有别于传统的样式，采用中心对称式的结构，提高结构稳定性，是在设计方向的一种新尝试。同时，考虑到轻量化在汽车市场上的逐渐普及，设计合理的壁厚以及选材。

关键词：排气系统；消声器；有限元仿真；声学；流体力学

目录

摘要

ABSTRACT

第一章 绪论-1

1.1 课题研究背景-1

1.2 排气系统优化设计意义-1

1.3 消声器研究现状-1

1.4 排气系统优化设计方法-2

第二章 排气系统消声器结构理论与性能要求-3

2.1 排气系统噪声来源及分析-3

2.2 消声器结构组成及消声原理-3

2.3 消声器常见分类-3

2.4 消声器性能分析-5

2.4.1 消声器流体力学理论分析-5

2.4.2 消声器声学理论分析-6

2.5 本章小结-9

第三章 消声器初步设计-10

3.1 发动机基础数据-10

3.2 消声器主要参数-12

3.3 本章小结-15

第四章 消声器性能分析-16

4.1 消声器三维建模-16

4.2 流体力学模型性能计算及分析-17

4.2.1 流场计算模型建立-17

4.2.2 流场性能分析-19

4.3 声学模型性能计算及分析-25

4.3.1 声场计算模型建立-25

4.3.2 声场性能分析-26

4.4 本章小结-29

第五章 消声器优化设计-30

5.1 消声器优化方案-30

5.2 本章小结-30

结束语-31

致谢--32

参考文献-33