苏ICP备112451047180号-6
与本课题有关的国内外研究情况：
与本课题有关的国内外研究情况：
国外研究近况：国外对汽车等噪声的研究起步比较早， 1969年，Ffowcs Williams和Hawakings基于广义函数法把的Curie理论延伸到掺有运动的固体对声音的作用，针对运动的固体在流体中声音的产生问题提出了FW-H方程；后来Alfredson等人比较了扩张腔消音器的消声量理论预测值与试验值，发现忽略流体流动时两者差别很大，而在考虑流体流动时理论值与试验值却相符; 1975年，和在研究中第一次提出在研究中应用有限元法进行仿真分析，并且通过仿真计算，得到了较为简单的某扩张式消音器的传递损失值；印度学者M.L.Munjal系统的做了关于单元消声传递矩阵的研究，得到了刚性直管、收缩及扩张截面、穿孔管以及穿孔板和内插管等单元的传递矩阵的计算法则、推广和完善了该理论的实践应用。HLuoetal从理论上着重分析了多种轴向穿孔管消音器的一维传递矩阵，计算了其传递损失，此模型对于消声器的初始设计阶段具有很大的参考价值; 2001年Desantes等学者采用了试验和数值模拟相结合的方法，探讨了包括直管、扩张腔等几类结构的气流再生噪声情况，通过不同的试验方案获得了噪声值与气体流速及消声器内部结构参数的定量关系; 美国的A.selamet应用解析法和边界元探讨了带有内插入管的膨胀腔几何结构：包括内插管的直径大小、安放挡板情况、消声器总长等对消声性能带来的影响，并对试验结果进行了比对;2003年，Jebasinski等人探讨了带有穿孔管的气流再生噪声，多方面讨论了如穿孔管的长度、穿孔率等结构因素的变化对气流再生噪声的影响状况；日本Takashi Yasuda的使用GT-POWER对内燃机排气噪声进行了仿真，也通过试验的方式验证了模型的准确性，同时忽略次要因素，简化了其计算的模型，加快了计算仿真的时间；等分析了轴对称消声器，通过轴对称的技术简化了边界积分，因此缩短了计算时间; Hiroshi Horikawa利用软wave件仿真了内燃机的动力性能及其噪声，并成功进行的验证了结果。
国内研究近况：对比国外来讲，国内对汽车初期的研究工作相对注重于汽车的动力性能和燃油性，对于整体的NVH研究起步较晚。近三十年来大量研究者也使用各种各样的软件进行模拟，针对某些如扩张室、内插管等基本消声单元的几何结构声学性能进行大量试验，
也做了不少工作。白云的论文中通过GT-POWER仿真计算了扩张比和进、排气插入管的长度和安放位置对消声性能的影响状况；邓兆祥在研究中利用三维仿真软件Ansys计算了扩张比大小对消音器压力损失的影响，并获得相应的结果；黎苏等建立了消声器的声学边界元的模型，并进行了计算分析；胡效东在研宄穿孔和非穿孔消声器流体力学性能和压力损失时，使用FLUENT进行仿真模拟计算；毕嵘使用三维软件Sysnoise计算并分析了多级共振腔串、并联对消声影响状况，并提出一些优化的方案；季振林在研究过程中利用边界元法针对带有直通穿孔管的排气消音器进行了数值模拟，并比较了试验结果与预测结果，初步得出适合一维理论的有效频域，还进一步分析了穿孔率及其几何结构形状对消音器消声的影响状况；帅石金等的论文中研究了对压力损失产生影响的各种因素，并通过计算流体力学软件，计算并分析了扩张管和收缩管形状、结构等的变化对压力损失的影响；王伟等应用FLUENT软件模拟仿真了消声器的不同结构的内部流场，并对仿真结果进行比较得出相应结论；刘晨等通过GT-POWER着重分析了温度和气流两因素对消声器声学性能的影响，以及较为复杂的内部结构形式对压力损失大小变化的影响；张晓东，杜江在测试实验台上，分别针对抗性消声器、微穿孔管和阻性消声器的气体动力学及声学性能进行试验研究曹玉煌利用Sysnoise软件探讨了消声器内部挡板上进口、出口管以及开孔方位对消声作用的影响。目前，大型国际汽车品牌，如大众汽车、通用汽车、丰田集团斥巨资建立一个强大的研发团队进行发动机的进气、排气系统噪声模拟和测试平台研究，而且，几大集团尤其看重使用模拟仿真的方法对消声器前期计算并进行预测，利用模拟排气系统噪声测试进行校对，根据预测的结果进行排气消声器的优化。相比之下，在中国进、排气系统噪声研究起步较晚，直到年国家颁布相关的法规进行噪声控制。当前，我国在进气和排气系统噪声研宄，从理论到试验研究以及测试设备大都落后国际汽车工业先进水平。但与此同时，我们也可以看到，国内许多汽车企业科研院所也在对降噪手段的科学研究不断深入，国内几大如长安等汽车集团以及国内许多高校在降噪研究的规模也开始慢慢成形。
本课题研究的主要内容及方法：
1.首先需要了解汽车噪声的主要来源，主要了解发动机噪声的两个方面:空气振动噪声和表面结构噪声。排气噪声作为汽车及发动机的主要噪声来源，需要了解排气噪声的频谱，并了解几种主要排气噪声产生的原理。
2.了解消声器的基本理论以及典型结构，消声计算公式以及各项性能指标。
3.了解某厂186f发动机的主要参数，学会使用GT-POWER软件利用GT-POWER完成发动机的建模及其声学特性分析。
4.以仿真为基础进行消声器的选型及具体设计方案一。利用仿真进行消声器的损失分析、尾管噪声值及阶次噪声的变化分析。
5.新设计方案二进行消声器的改进，进行仿真分析后与方案一进行对比，选择性能更加优秀的消声器。
本课题所需要解决的问题：
1.在安装消声器后，将对内燃机的动力性能和经济性带来较大的负面作用，一般加装消声器后内燃机功率损失值大约在3%到8%，常规上需求较大的消声量在一定范围内允许较大的功率损失值。所以需要解决如何处理好消声功效与功率损失直接的平衡问题。
2.由于发动机的排气噪声频谱有多个频率组成，不同的消声器设计方案对不同频率的消声效果也不同，所以需要通过仿真模拟对消声器设计进行改良。
3.由于从未学习过GT-POWER软件，所以要针对性的进行学习。
预期结果及其意义：
预期通过仿真模拟对比设计出性能优秀的消声器，能够有效的减少186f柴油机的排气噪声，并且不过多的降低发动机的功率损失。
当前，我国的汽车工业包括各零部件正一直强调自主研发，这就迫切需要各国产大型汽车公司及高等科研院所对汽车NVH特性进行深入研究，最大限度的降低汽车噪声。因此，对排气噪声特性为切入点NVH的分析研究，将是提高中国国内汽车总体性能，能够与外国汽车进行更尖端的竞争具有相当重要的意义。消声器的研究、设计方法以及设计原则进行了多年，而且目前消声基本原理大致比较成熟，但随着高科技的不断发展，特别是计算机科技的快速发展，将能够更为便捷的研宄消声器的性能。使用仿真技术进行消声器模拟设计，一方面会削减消声器原始设计成本，另一方面也会提升研发效率。本次将对某厂186f发动机进行排气消声器的设计研究，同时也是加深对计算机仿真算法知识的学习和应用。
| 完成课题的各阶段工作具体安排 | |
| 起止日期 | 本阶段的工作安排 |
| 2.20-3.5 | 外文资料翻译；文献检索/阅读；撰写调研/开题报告 |
| 3.6-4.2 | 完成相关柴油机排气消声器的设计，绘制设计图纸 |
| 4.17-4.30 | 撰写毕业论文，准备论文答辩 |
| 4.3-4.16 | 完成计算程序编制，分析发动机设计参数对性能的影响规 |
| 5.1-5.8 | 论文修改与答辩 |