管道聲學(xué)仿真軟件開發(fā)及應(yīng)用.pdf

1、本文開發(fā)了一套可以快速計算和分析管道消聲系統(tǒng)消聲性能的仿真軟件——MAP(Muffler Acoustic Prediction)。該軟件不僅包含了經(jīng)典的消聲器結(jié)構(gòu)，而且還有多種自行構(gòu)建的聲學(xué)單元。基于一維平面波理論，推導(dǎo)了這些典型聲學(xué)單元在不同邊界條件下的傳遞矩陣。
　　然后，運用Visual Basic6.0平臺進(jìn)行MAP的圖形用戶界面（GUI）設(shè)計，其運算內(nèi)核用FORTRAN編寫。MAP具有良好的人機(jī)對話界面，能方便地進(jìn)行幾

2、何參數(shù)和物理參數(shù)的輸入，快捷地進(jìn)行管道消聲系統(tǒng)模型的搭建與修改，快速預(yù)測參數(shù)改變對管道消聲系統(tǒng)聲學(xué)特性的影響。管道消聲系統(tǒng)通常是由各種基本管道和消聲單元組合而成，管道和消聲單元內(nèi)的聲傳遞特性可用傳遞矩陣來表示。利用傳遞矩陣法建立了各個管道單元之間的聯(lián)系，從而對于給定的輸入頻率計算出相應(yīng)的傳遞損失和插入損失，并將計算結(jié)果顯示在曲線圖上。在管道消聲系統(tǒng)的設(shè)計初期，相比采用三維方法，使用本仿真軟件不僅能夠較精確地預(yù)測其消聲性能，還能大大縮短工

3、程設(shè)計時間。
　　為檢驗理論和計算程序的正確性，用MAP計算了本文中推導(dǎo)的所有聲學(xué)單元的傳遞損失，并與有限元法計算結(jié)果進(jìn)行了對比。結(jié)果表明，二者在平面波域內(nèi)吻合良好，從而證明了推導(dǎo)的傳遞矩陣和計算程序的正確性。作為應(yīng)用，分析了結(jié)構(gòu)參數(shù)的改變對兩通穿孔管消聲器和三通穿孔管消聲器的消聲性能的影響。對于隔板不穿孔的兩通穿孔管消聲器，隨著進(jìn)排氣管的穿孔率增加，其聲特性曲線在中頻段的共振頻率升高，傳遞損失減少；增加端腔的長度，會導(dǎo)致左右兩個

4、端腔的共振頻率降低；隔板穿孔會顯著影響其所在腔的共振頻率，使其共振頻率升高；隔板穿孔率會影響隔板所在腔的共振頻率，穿孔率越高，共振頻率越高。隔板穿孔的三通穿孔管消聲器將會改變其所在腔的共振頻率，穿孔率越高，共振頻率越高；在其中間腔填充吸聲材料可以提升其在中高頻段的聲學(xué)特性，減少在共振頻率處的傳遞損失，從而得到比抗性結(jié)構(gòu)更加平穩(wěn)的聲學(xué)特性曲線。對于進(jìn)排氣管穿孔的三通穿孔管消聲器，穿孔部分會消除其所在腔的共振頻率，提升在中高頻的消聲性能；增