| 压缩机消声器的声学性能仿真分析及改进 |
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阻抗变化时就会产生反射,在入射管中产生驻波.可以用声波分解理论将入射管中声波能量分解为入射声波能量和反射声波能量.入射声波自功率谱为 Saa=S11+S22-2C12cos kx12+2Q12sin kx124sin2 kx12(2)式中:S11和S22分别为图1中测点1和2处总声压的自功率谱;C12和Q12为测点1与2之间互谱的实部和虚部;k为波数;x12为测点1与2之间的距离.
于是,入射波的RMS幅值Pi,Wi和Wt可用式(3)~(5)计算得到.Pi=Saa(3)
Wi=P2iρcSi(4)
Wt=P2tρcS0(5)式中:ρc为流体密度与声速的乘积;Si和S0分别为消声器入口管和出口管的截面积,消声器的TL可以用式(6)计算.vTL=20lgPiPt+10lgSiS0(6)1.2声学分析模型的创建
采用间接边界元法建立的消声器声学分析模型见图1.为对声学模型和分析方法进行验证确认,选择经典的、已有试验数据的两个消声器结构作为样本,进行如下的分析对比.
1.2.1简单消声器
简单消声器含有1个膨胀室,它是构成消声器的基本声学单元.图2[5]为肯塔基大学对该消声器做的试验和仿真数据,如图2中的尺寸,图3为该消声器的声学边界元模型,图4为本文计算的TL数据.可以看出用SYSNOISE计算得到的TL数据与肯塔基大学的试验数据[5]的一致性很好,这说明本文所采用的声学模型及分析方法正确合理.
图 2肯塔基大学的简单消声器试验及仿真数据
图 3简单消声器的声学边界元模型
图 4用户SYSNOISE计算得到的简单消声器的TL数据
1.2.2复杂消声器模型
如图5中的尺寸,该消声器在膨胀室中含有内插管,其边界元模型见图6.肯塔基大学关于该消声器的试验和仿真数据[5]列于图5中,图7为本文计算得到的该消声器的TL数据.这些数据表明,对于复杂消声器,本文的仿真数据与肯塔基大学的数据一致性很好,说明所用声学模型及分析方法合理.图 5肯塔基大学的试验及仿真数据
图 6复杂消声器的边界元模型
图 7SYSNOISE计算得到的复杂消声器的TL数据
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