滤纸类论文范例,与空气滤清器声学性能仿真相关论文摘要怎么写

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【摘 要】汽车进气系统除了有过滤空气和消声的功能之外,通常还要求有良好的声学特性并有效控制发动机的进气噪声.本文通过有限元及边界元的声学性能仿真方法,对三种空气滤清器的设计方案进行空腔声学模态和壳体结构模态计算,发现三种方案的空腔声学模态基本接近,但方案Ⅲ各阶声学模态频率普遍有所降低.结合无滤纸和有滤纸状态下的空气滤清器传递损失计算,方案Ⅲ更长的插入管,更细的入出口管,更高的流阻率或者更厚的滤纸对空气滤清器会有更好的消声效果,使得空滤器在整个频段内都有良好的消声性能,最终选用方案Ⅲ作为最终的设计方案.

【关 键 词】空气滤清器；声学；空气动力学；边界元；有限元

空气滤清器在进气系统中起到过滤空气和消声这两大作用,受发动机舱空间的限制,进气系统的设计需要进行合理的布置,充分利用有效的空间,因此,通常情况下,进气系统的结构都比较复杂,利用一维仿真很难得到准确的仿真结果.有鉴于此,发动机进气系统设计普遍采用三维仿真方法,如声学边界元法（AcousticBEM,ABEM）、声学有限元法（AcousticFEM,AFEM）.

声学边界元法（ABEM）一般只需建立好进气系统内腔的表面,并采用二维单元划分内腔表面即可建立起三维的边界元模型,由于进气系统属于开口结构,通常采用间接边界元法（IndirectBEM,IBEM）,壳体被默认为刚性的.声学有限元法（AFEM）则需要建立进气系统内腔的空气介质及滤芯模型,并采用三维单元进行网格划分,若材料仅定义成空气,则与声学边界元结果基本一致,壳体被默认为刚性的,将滤芯定义为吸声材料,可以考虑到滤芯对气动噪声的影响.

1.声学材料常数及边界条件设置

空气滤清器中的滤纸为纤维材料,能有效地吸收中高频噪声.根据吸声材料的声学理论,若多孔介质的骨架静止时,在宏观尺度上,多孔介质材料可用等效的流体代替.流体域的材料参数分别设定为空气声速为340m/s,空气密度为1.225Kg/m3,滤纸的流阻率为15760Rays/m；结构外壳的材料参数主要包括密度、弹性模量、泊松比,具体数值分别为1120kg/m3、6000Mpa、0.4.

滤清器空腔声学模态分析模型采用封闭腔体边界条件,即设定腔体四周为没有弹性的硬边界；声传递损失计算用分析模型的边界条件施加方式为,入（出）口侧施加速度边界条件,幅值为-1m/s,出（入）口设置特性阻抗为416.5Rays,其余边界为硬边界；滤清器壳体模态分析中,根据实际工作情况、约束壳体底部三个支点.

2.声学模态计算结果

结构模态较为密集,而在能量集中的低频模态区域,声腔模态较少,有利于整体结构的振声性能.壳体结构模态和空腔声学模态基本没有重合,发生结构与声学模态耦合共振的可能性较小.从声学模态振型可知,在第5阶模态之后,声腔模态不再是平面波传播,因此,声腔的截止频率约在800Hz.和结构模态对比,在声腔的第3阶模态频率和结构的第15阶模态频率相近,有共振&