某轻型货车排气消声器的设计与消声性能研究开题报告

1. 研究目的与意义

消声器是降低汽车排气噪声，进而控制汽车噪声的最简单有效的措施。消声器的声学性能和空气动力学性能是消声器的最主要指标。可结合数值仿真方法和试验方法对消声器进行消声器声学性能和空气动力学性能分析，完成某轻型货车消声器的设计及声学优化，具有一定的工程意义。 本课题通过发动机排气噪声产生的机理及实际发动机参数，基于COMSOL软件建立了发动机原型，并通过校核，运用其模型性能指标在误差允许范围内，用于排气噪声的计算。

2. 国内外研究现状分析

详细请见文献综述

季振林[7]用一维解析法和三维结构边界元法计算和分析穿孔管阻性消声器的消声性能，考察消声器内非平面波对消声特性的影响。直通穿孔阻性消声器的低频声学性能计算，而对于高频声学性能的精确预测则需要使用三维计算方法。 李建[8]等应用有限元法对抗性消声器内部声场进行了有限元分析，建立了抗性消声器声场有限元分析模型，通过加载、求解以及后处理等对消声器内部声场进行计算分析，获得了消声器内部声压级和压力分布情况。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：1.回顾选修课《汽车振动与噪声控制》中有关汽车排气消声器的知识。查阅相关资料，掌握汽车排气消声器设计的研究现状，完成文献综述和开题报告。 2.学习声学基本概念和消声器设计基本理论，分析汽车发动机排气系统噪声特性。 3.发动机消声器选型设计计算，包括消声器内部结构的选择、气流流通面积的确定、扩张比的选择、外形尺寸的确定、消声器腔数的确定、各腔长度的确定、各腔连接方法的确定以及消声器排气尾管长度和管径的确定。 4.学习 COMSOL 软件，建立所设计的排气消声器的声学分析模型，并对所设计的消声器进行消声性能分析。

研究计划：2018 年 3 月第 1-2 周：完成开题，学习汽车消声器设计及声学优化有关知识和查阅相关资料：第 3-6 周：学习 COMSOL 软件，根据相关参数进行参数化建模；第 7-9 周：根据参数化设计结果利用 COMSOL 软件进行有限元建模分析；第 10-12 周：利用建立好的模型进行耦合计算，并通过测试结果进行优化处理；第 13-16 周：整理分析研究的资料，撰写论文，准备答辩；

4. 研究创新点

采用新型建模软件设计消声器及声学优化研究，可降低开发产品成本，缩短其开发周期。