船用柴油机排气消声器的声学特性计算及试验验证

三维声学有限元法被用于预测船用柴油机排气消声器的声学特性。单腔、双腔和三腔排气消声器传递损失的声学有限元计算结果和两负载法实验测量结果吻合良好,表明声学有限元法预测消声器声学特性具有较强的适用性和较高的精度。同时分析不同结构形式的排气消声器的消声特性,结果表明,带插入管的双腔和三腔结构形式具有更高的消声量,适合于船用柴油机排气消声器。     

水介质复合消声器传递损失特性分析

为了降低水介质管路系统的低频噪声以及更加准确地预测水介质消声器传递损失,设计一种水介质复合消声器,使用结构声耦合数值模型分析消声器的声学特性。计算壁厚为150 mm的穿孔管消声器传递损失,并与刚性条件下的数值结果进行比较,验证方法的正确性;研究弹性腔壁与水介质的耦合作用以及不同结构参数的穿孔管和内插管对消声器传递损失的影响。数值研究表明：复合消声器的消声效果相较于传统的穿孔管消声器有较大提升;降低腔壁材料的弹性模量会使结构声耦合效应增强,低频消声性能得到提高;增加腔壁材料的阻尼系数,通过频率处的消声效果得到提高;减小腔壁壁厚有利于低频消声效果的提高,但不利于宽频范围的消声性能;复合消声器内加入内插管后,消声效果在较大频率范围内得到提升;改变穿孔管的结构参数,对低频消声效果影响不大。     

船用柴油机排气消声器的声学性能模拟与试验

针对某型船用主机的噪声特点,设计排气消声器的几种结构方案。对消声器内采用的多孔吸声材料的复特性进行试验测量,基于测量数据对方案进行有限元仿真计算,得到各自的传递损失,最终确定优化方案。按规范的要求对消声器的声学性能进行试验测量,并将试验结果与理论计算结果相对比,验证该优化方案的合理性。     

船用柴油机排气消声器的声学特性计算及试验验证

利用三维声学有限元法预测船用柴油机排气消声器的声学特性,结果显示单腔、双腔和三腔排气消声器传递损失的声学有限元计算结果与两负载法试验测量结果吻合良好,这表明声学有限元法预测消声器声学特性具有较强的适用性和较高的精度。同时,分析不同结构形式的排气消声器的消声特性,结果表明:带插入管的双腔和三腔结构形式具有更高的消声量,适合于船用柴油机排气消声器。     

船用柴油机排气冷却消声器流体与消声特性

为了降低船用柴油机排气噪声,并对废气进行冷却以降低红外辐射,实现红外隐身目的,要求在排气系统中安装排气冷却消声器。利用数值算法研究排气冷却消声器的气体流动特性、冷却效果、声学性能。首先利用有限体积法计算并分析了排气冷却消声器在冷却与不冷却时的空气动力性能,得到其阻力损失特性、冷却效果和温度场信息。在流体计算的基础上得到消声器温度场,然后采用声学有限元法计算并分析了排气冷却消声器在室温与高温冷却下的声学特性,将排气冷却消声器的左端共振腔体积减小,改变其共振频率从而改变消声器在低频时的声学性能。     

船用柴油机进气消声器声学性能研究及改进设计

为提高某船用柴油机进气消声器的消声性能,利用有限元软件LMS virtual lab中声学模块对消声器进行了声学性能仿真研究。分析了消声器的吸声片间距、直径参数,以及吸声片两侧布置穿孔板对传递损失的影响。结果表明:吸声片间距减小2 mm,消声器的传递损失增加约2.5 d B;吸声材料外径增加40 mm,消声器传递损失在大多数频率范围内增加1~2 d B;在吸声片两侧布置穿孔板,消声效果在800~1 600 Hz频率范围内可提高约8 d B,该改进设计方案有利于抑制增压器的噪声源峰值。     

弹性壁扩张式消声器传递损失特性研究

本文将挠性接管和扩张式消声器相结合,提出了弹性壁扩张式消声器.采用传递矩阵法将弹性壁扩张式消声器划分为三个声学单元,基于Green函数和Kirchhoff-Helmholtz积分公式建立了弹性管段的声学模型,进而求得弹性壁扩张式消声器的传递损失,并且利用有限元法对理论结果进行验证.然后,研究了管壁参数对传递损失的影响.基于等效流体模型简化算法,得到弹性壁扩张式消声器传递损失的近似解法.结果表明:相较于刚性壁扩张式消声器,弹性壁扩张式消声器的传递损失曲线向低频移动并且峰值得到提高,低频消声性能得到提升;降低管壁材料的弹性模量,使传递损失曲线进一步地向低频移动;增加管壁材料的阻尼,通过频率处的消声效果得到提高.采用等效流体模型简化了求解过程,在低频范围具有较高的精度.     

内覆防水吸声层的海水消声器声学性能计算

对内部进行了防水吸声处理的海水消声器进行了声学计算,提出了分析此类问题的数值仿真方法：首先运用分层媒质理论对含空腔防水吸声层的声学性能进行计算,利用ANSYS建立海水消声器的三维有限元模型,导入SYSNOISE软件中并将防水吸声层的吸声系数及表面声阻抗作为边界阻抗计算消声器内部声场的声压分布以及传递损失。对某内覆防水吸声层的海水消声器的声学特性进行了数值计算和分析,研究结果对提高含防水吸声结构海水消声器的降噪效果具有重要意义。     

船舶中速主机低频排气噪声控制研究

结合在船舶建造中遇到的低频主机排气噪声控制问题,从实船噪声源的确定、主机排气噪声谱分析和消声器声学性能验证等方面进行探索,并从排气噪声控制角度对船舶柴油机排气系统设计提出了建议。     

特种发动机排气放空消声器设计及性能分析

分析了某特种发动机的排气噪声特性,指出其频谱形状是以低频和高频为主的马鞍形,提出有效的解决措施是安装排气放空消声器。综合运用节流降压、扩张室膨胀、导流、吸声和小孔喷注排气的原理,为该特种发动机设计了一个排气放空消声器。计算结果表明:该消声器能显著地降低发动机排气口的气流速度和空气动力性噪声,在宽频段内具有良好的消声性能。     

船舶消声器设计原理

基于传统型船用扩张式排气消声器,根据扩张式排气消声器的基本特性来设计消声器,使其能够满足消声效果好,阻力损失小,重量轻,体积小要求。并分析影响柴油机排气消声器消声性能的各种主要参数,以及如何正确选取消声器各主要参数的方法。     

慢波速旁路管水动力噪声消声器降噪特性研究

根据经典旁路管消声器设计方法,建立柔性壁慢波速旁路管水动力噪声消声器的物理模型,分析旁路消声器材质、尺寸参数对水管路消声性能的影响,用实验验证了慢波速旁路管消声器的消声效果,并采用并联不同长度慢波速旁路管的方式在宽频域内达到较好的消声效果.     

提高柴油机排气消声器消声性能的试验研究

针对柴油机排气消声器，将流体计算软件用于阻力特性分析，并采用对试验件进行静态放声试验的方法，优化消声器的声学设计以提高消声效果。     

多孔侧壁耦合亥姆霍兹共振器对吸声性能影响的数值仿真

为了抑制船舶柴油机的进排气以及空调通风管路内的噪声,亥姆霍兹共振器通常被用作消声器来耗散声波。声学数值模型基于有限元方法,运用COMSOL5.3软件,对平行耦合型亥姆霍兹共振器在频域内建立模型,求解线性化的Navier-Stokes方程。通过仿真分析共振器侧壁穿孔率、孔的数量以及来流马赫数的变化对共振频率、传递损失以及吸声性能的影响。结果表明：穿孔率由25%增至50%时,能够拓宽消声频带和提高吸声性能;在固定穿孔率情况下,侧壁孔数的增加有益于提升共振器的吸声性能,特别是高来流马赫数工况（Ma≥0.07）比较明显。此外随着来流马赫数的增加,由于2个平行耦合的共振腔之间的共振作用,使得模型能产生3个及以上的共振频率。     

水消声器声学性能仿真分析研究

在水管路系统中，安装水消声器是降低管路系统辐射噪声有效方法之一。采用SYSNOISE软件，用数值模拟的方法对多种结构形式的水消声器声学性能（传递损失）分别进行了研究。有限元预测的传递损失分别与一维解析解和边界元法的计算结果进行了对比，结果显示，用SYSNOISE分析水消声器声学性能是正确的。     

基于喷水降温冷却的舷侧排气系统声学性能分析

对于船舶动力装置喷水冷却式舷侧排气系统,喷水降温装置的开启会使系统内温度发生剧烈变化,因此排气系统内烟气属性会发生改变,进而影响舷侧排气消声系统的性能。文章首先通过Fluent获得喷淋冷却前后舷侧排气系统的流体动力学计算结果,改变冷却水流量后又得到消声系统在不同喷水流量下的温度场;再将CFD计算结果作为求解排气系统传递损失的计算输入,得到了冷却水喷淋前后舷侧排气系统的声学性能,从而获得喷水降温冷却可以提高整个系统在低频段的消声性能的结论。该结果可为今后舷侧排气系统紧凑化设计提供参考。     

船用中速柴油机排气SCR净化消声器的联合仿真分析

船用柴油机对环境的影响主要可分为噪声污染和排放造成的大气污染,伴随着国际海事组织(IMO)第3阶段排放标准(Tier Ⅲ)的实施,为船舶配置选择性催化还原反应(SCR)脱硝装置已成为必然选择,可借鉴车用柴油机排气净化消声器装置的应用经验,对船舶柴油机的排气消声器和SCR反应器进行联合设计。采用动力系统、流场和声场联合分析的方法,结合商用软件GT-Power、Fluent和LMS Virtual. Lab进行联合仿真,计算初步设计配置于船用MAN 9L32/40型柴油机排气净化消声器的压力损失和消声效果。仿真计算结果显示,该排气净化消声器的压力损失满足柴油机排气要求,同时在2 000 Hz以下具有良好的消声效果。     

空调通风系统消声器设计及试验

加装通风消声器是降低空调通风管路噪声最为有效的方法,针对某空调通风系统噪声特性,设计了一种新型通风系统消声器,并对不同穿孔管穿孔率、吸声材料及包敷层材料的方案组合进行了消声量和阻力损失初步测试,根据测试结果确定了最优样机方案。最优样机在消声室里进行了性能试验,其测试结果满足设计要求。所设计的最优消声器具有消声效果好,阻损低等优点,已批量在实船上应用,并取得了较好的降噪效果。     

水管路消声器声学性能的时域计算及分析

将三维时域CFD方法应用于计算和分析水管路消声器的声学性能。对于直通穿孔管消声器与横流穿孔管消声器,在不考虑水的流动时,传递损失的时域CFD方法计算结果与频域有限元法计算结果吻合很好。时域CFD方法进而被用于研究流速对穿孔管消声器消声特性的影响。计算结果表明,介质流动增大了消声器的传递损失,特别是在高频区域;消声器的传递损失随流速的增加而增大。     

移动式柴油发电机组消声器的设计计算

以柴油机的排气噪声控制为研究背景,针对某型移动式柴油发电机组,进行了排气消声器的性能和结构设计．依据柴油发电机组的条件和排气参数,利用CFD软件FLUENT进行流道的建模和数值模拟,进行了消声器的流场和消声量的计算．通过多次调整结构参数,使得所设计的消声器性能逐渐合理．计算结果表明,该消声器在较宽的频带范围内具有良好的消声性能,能够满足设计所要求的25dB消声量．