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阵列式消声器性能曲线在地铁环控系统设计的应用

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铁道科学与工程学报 2022年第6期19卷 1794-1800页

作者：胡自林方庆川广州地铁设计研究院股份有限公司广东广州510010 深圳中雅机电实业有限公司广东深圳518000

通风系统的降噪声学设计和计算,一直是多数暖通工程师的短板,为暖通工程师寻找一个简约而有效的解决方案具有现实意义。阵列式消声器在地铁环控通风系统中的应用已经超过10 a,其不断发展完善,现已得到普遍好评,并已颁布团体标准。针对... 详细信息

通风系统的降噪声学设计和计算,一直是多数暖通工程师的短板,为暖通工程师寻找一个简约而有效的解决方案具有现实意义。阵列式消声器在地铁环控通风系统中的应用已经超过10 a,其不断发展完善,现已得到普遍好评,并已颁布团体标准。针对其选用方式,除了保留传统的根据风机频谱确定消声器的消声频谱,从而选定消声器的方式外,更创新性地提出根据风机频谱和阵列式吸声体的消声特性生成的性能曲线,结合阵列式消声器可以自由灵活地调整吸声体行列数的优势,暖通工程师在声源确定后,只需要根据消声要求,在消声器性能曲线上灵活地选择不同的长度,并根据长度、消声效果和全压损失系数的关系进行选用。举例介绍了阵列式消声器性能曲线的应用方法,以及阵列式消声器行列调整满足不同消声要求的做法。如果工程的技术条件发生变化,阵列式消声器通过吸声体行列数变化的灵活调整,可以选取更经济的方案。在地铁环控通风系统中推广采用阵列式消声器,并采用性能曲线进行选型和优化,既可以大大降低暖通工程师的工作量,又可以在实施之后根据条件进一步优化,在达到降噪目标的前提下,选择通风阻力最小的方式,有利于节能减碳,意义重大。

关键词：消声器通风系统地铁隧道

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消声器压力损失与气流再生噪声映射转化模型

内燃机学报 2019年第6期37卷 553-560页

作者：赵海军梁凯李洪亮顾灿松周辉张玉书天津职业技术师范大学智能车路协同与安全技术国家地方联合工程研究中心天津300222 洛阳理工学院机械工程学院河南洛阳471023 中国汽车技术研究中心有限公司汽车工程研究院天津300300

提出了消声器压力损失与气流再生噪声的湍动能分布转化系数,建立了二者的映射转化模型.对气流再生噪声的影响因素进行分析,气流再生噪声随进口气流速度和压力损失的增大而增大,总声功率级与压力损失呈类对数变化关系,在不同消声器和不... 详细信息

提出了消声器压力损失与气流再生噪声的湍动能分布转化系数,建立了二者的映射转化模型.对气流再生噪声的影响因素进行分析,气流再生噪声随进口气流速度和压力损失的增大而增大,总声功率级与压力损失呈类对数变化关系,在不同消声器和不同气流速度下,计算值和试验值相对误差分别小于6%和4%.以偏置式简单扩张消声单元为例,提出了湍动能分布转化系数,建立了映射转化模型,运用该模型进行了结构参数对气流再生噪声的影响讨论.结果表明:气流再生噪声总声功率级随着扩张腔直径的增加而增大,随着进口管直径、出口管直径的增大而减小;气流再生噪声总声功率级随着腔体长度的增大而急速增大,随着进/出口管偏置距离的增大而快速下降.

关键词：消声器压力损失气流再生噪声映射转化模型总声功率级湍动能分布转化系数

消声器中高频传递损失计算的有限元-模态匹配混合方法

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振动与冲击 2017年第23期36卷 243-247,254页

作者：杨亮季振林哈尔滨工程大学动力与能源工程学院哈尔滨150001

提出了有限元-模态匹配混合方法用于计算消声器中高频传递损失,将消声器进出口面上的节点声学量展开为模态叠加的形式并代入有限元方程,以本征函数为权系数对进出口面上的声压进行积分,从而建立起以内部节点声学量和进出口模态幅值系数... 详细信息

提出了有限元-模态匹配混合方法用于计算消声器中高频传递损失,将消声器进出口面上的节点声学量展开为模态叠加的形式并代入有限元方程,以本征函数为权系数对进出口面上的声压进行积分,从而建立起以内部节点声学量和进出口模态幅值系数为未知量的线性方程组。结合边界条件计算得到消声器进出口面上的各阶模态幅值系数,进而得到进出口声功率用于传递损失的计算。分别对抗性和阻性消声器的传递损失进行了计算,验证了有限元-模态匹配混合方法在全频段范围的有效性。

关键词：消声器传递损失中高频有限元模态匹配

消声器传递损失预测的边界元数值配点混合方法

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振动与冲击 2016年第2期35卷 153-157,206页

作者：杨亮季振林 Wu T W 哈尔滨工程大学动力与能源工程学院哈尔滨150001 肯塔基大学机械工程学院列克星敦40506

将边界元法与数值配点法结合形成混合方法用于计算任意截面形状消声器的传递损失。消声器划分为若干子结构,用边界元法计算具有非规则形状的子结构阻抗矩阵,用二维有限元法提取等截面子结构特征值及特征向量,用配点法获得阻抗矩阵;将每... 详细信息

将边界元法与数值配点法结合形成混合方法用于计算任意截面形状消声器的传递损失。消声器划分为若干子结构,用边界元法计算具有非规则形状的子结构阻抗矩阵,用二维有限元法提取等截面子结构特征值及特征向量,用配点法获得阻抗矩阵;将每个子结构阻抗矩阵连接用于传递损失计算。为减少计算时间提出简化方法计算消声器传递损失。结果表明,混合法在保证计算精度前提下可节省计算时间。

关键词：消声器传递损失边界元方法数值配点方法

水介质管路弹性背腔微穿孔消声器的传递损失特性

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声学学报 2021年第3期46卷 405-414页

作者：侯九霄朱海潮袁苏伟廖金龙海军工程大学振动与噪声研究所船舶振动噪声重点实验室武汉430033

为抑制水介质管路系统低频噪声,兼顾结构的紧凑性,提出弹性背腔微穿孔管路消声结构,弹性管壁为橡胶帘线复合材料,并推导了传递损失的数值解法。首先,基于Biot-Allard多孔弹性理论,将弹性微穿孔板等效为弹性多孔材料;然后,利用双尺度法... 详细信息

为抑制水介质管路系统低频噪声,兼顾结构的紧凑性,提出弹性背腔微穿孔管路消声结构,弹性管壁为橡胶帘线复合材料,并推导了传递损失的数值解法。首先,基于Biot-Allard多孔弹性理论,将弹性微穿孔板等效为弹性多孔材料;然后,利用双尺度法建立帘布的周期性代表单元,求得其刚度矩阵;接着,基于分层理论,建立弹性管壁的多层复合材料模型,并与内部声场耦合计算,得到弹性背腔微穿孔管路消声器的传递损失。在水介质驻波管中,利用双声源法测量弹性背腔微穿孔管路消声器样机的传递损失曲线,并与扩张式管路消声器和刚性背腔微穿孔管路消声器进行对比,理论结果与试验结果吻合良好。研究表明,弹性背腔微穿孔管路消声器属于反射耗散复合式消声器,具有低频域、宽频带的消声特性。样机B2在40~300 Hz和40~1200 Hz频段内的传递损失分别为36 dB和30 dB,而相同尺寸扩张式消声器在对应频段的传递损失分别为7 dB和11 dB。

关键词：消声器消声效果弹性管微穿孔板传递损失水介质损失特性

消声器内插管结构参数的数值模拟及声学性能分析

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噪声与振动控制 2021年第1期41卷 204-209页

作者：陈洪月周加明吕掌权刘辉梁晓瑜辽宁工程技术大学机械工程学院辽宁阜新123000 安阳工学院机械工程学院河南安阳455000

内插管长度是影响压缩机排气消声器声学性能的一项重要结构参数。以压缩机实际工作频段为前提条件,以噪声值为优化目标对内插管长度进行优化,采用数值模拟方法研究了该频段范围内内插管长度与其传递损失的关系,并利用正弦函数法构建两... 详细信息

内插管长度是影响压缩机排气消声器声学性能的一项重要结构参数。以压缩机实际工作频段为前提条件,以噪声值为优化目标对内插管长度进行优化,采用数值模拟方法研究了该频段范围内内插管长度与其传递损失的关系,并利用正弦函数法构建两者之间的拟合曲线,获得传递损失随内插管长度的变化规律,并选取数据点验证该拟合曲线的准确性;顺而依据传递损失拟合曲线对消声器内插管长度进行优化,并采用数值模拟方法分析优化内插管长度后的消声器的传递损失,得出优化内插管长度后的消声器相比原消声器的传递损失提高13.2 dB的结论,最后通过实验验证数值模拟方法的准确性和优化内插管长度的可行性。

关键词：声学内插管消声器传递损失

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基于代理模型的消声器噪声和背压多目标优化

西南大学学报（自然科学版） 2022年第11期44卷 201-208页

作者：黄泽好黄荆荣重庆理工大学车辆工程学院重庆400054 汽车零部件先进制造技术教育部重点实验室重庆400054 中国重汽集团重庆燃油喷射系统有限公司重庆401120

以汽车尾管噪声和排气背压为目标,以消声器结构参数为变量,以精度较高代理模型进行多目标优化.通过最优拉丁超立方方法采集试验样本,比较不同代理模型精度后确定应用Kriging代理模型并结合带有精英保留策略的非支配排序遗传算法(NSGA-... 详细信息

以汽车尾管噪声和排气背压为目标,以消声器结构参数为变量,以精度较高代理模型进行多目标优化.通过最优拉丁超立方方法采集试验样本,比较不同代理模型精度后确定应用Kriging代理模型并结合带有精英保留策略的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ),进行多目标优化得到了最优解集帕累托前沿.在背压小于20 kPa附近选择一个多目标优化解并对优化后的消声器进行仿真和试验验证,各工况下尾管噪声误差在2%以内,额定转速排气背压误差为0.86%,优化后的尾管噪声和排气背压均在目标限值以内,说明代理模型可信,优化方法可行.

关键词：消声器代理模型尾管噪声排气背压多目标优化

基于仿真模型与试验汽车排气消声器多目标优化

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噪声与振动控制 2023年第4期43卷 268-273页

作者：徐一心牟如强严才宝张鹏飞成都理工大学工程技术学院四川乐山614004 上海天纳克研发中心上海201814

安装消声器是降低汽车发动机排气噪声的主要手段,其设计的合理性对降低车辆噪声具有积极意义。针对所研究的某改款车型发动机排气噪声超目标进行优化研究,在GT-Power中建立发动机声学仿真模型,为提高仿真计算效率,提出质量流模型代替发... 详细信息

安装消声器是降低汽车发动机排气噪声的主要手段,其设计的合理性对降低车辆噪声具有积极意义。针对所研究的某改款车型发动机排气噪声超目标进行优化研究,在GT-Power中建立发动机声学仿真模型,为提高仿真计算效率,提出质量流模型代替发动机模型,并使用试验数据对质量流模型进行修正。根据仿真结果,以2 800 r/min、3 000 r/min发动机转速下二阶声压级和2 200 r/min发动机转速下四阶声压级为优化目标,以后消声器结构参数为变量,使用modeFRONTIER软件联合质量流模型,采用modeFRONTIER软件特有的多策略pilOPT算法对排气消声器进行多目标优化。结果表明修正后的质量流模型可以很好地提高仿真计算精度。通过modeFRONTIER进行优化设计,在特定转速2 200 r/min~3 000 r/min,关注阶次的噪声最大降低1.6 dB(A),满足降噪要求,验证优化方法的有效性得到验证,优化效率也得以提高。

关键词：声学排气噪声消声器 GT-Power modeFRONTIER 多目标优化

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一种变电站消声器结构参数优化设计

噪声与振动控制 2023年第3期43卷 245-248,275页

作者：胡胜陈炜吕帮通范彦平国网湖南省电力有限公司电力科学研究院长沙410007 上海理工大学光电信息与计算机工程学院上海200093

针对大型变电站变压器及电抗器噪声辐射特点,提出一种结构由玻璃棉、微穿孔板组合而成的吸声降噪装置。基于正交试验优化原理利用COMSOL仿真软件建立了降噪装置的降噪模型,并在此基础上对消声结构的穿孔率、穿孔孔径、穿孔板厚和玻璃棉... 详细信息

针对大型变电站变压器及电抗器噪声辐射特点,提出一种结构由玻璃棉、微穿孔板组合而成的吸声降噪装置。基于正交试验优化原理利用COMSOL仿真软件建立了降噪装置的降噪模型,并在此基础上对消声结构的穿孔率、穿孔孔径、穿孔板厚和玻璃棉密度等参数进行优化设计。仿真实验结果表明,当消声结构的参数设置为:穿孔板穿孔率为10%,穿孔孔径为1.2 mm,板厚为1 mm以及内部吸声玻璃棉密度为36 kg/m^(3)时,优化后装置在10 Hz至1 500Hz的平均传声损失为39.19 dB。隔声降噪效果明显,能够有效减少变电装置对环境的噪声污染。

关键词：声学消声器传声损耗正交优化试验 COMSOL