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《武汉理工大学》 2011年
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某微型车排气系统流场数值模拟

姚源  
【摘要】:排气系统主要由三效催化器、波纹管、消声器、法兰和联接管道等部件组成,是汽车减排降噪的重要组成部分,同时也影响汽车的行驶动力性和燃油经济性。过去对汽车排气消声器的设计主要基于平面波理论仅考虑声波传播。近年来研究表明排气系统流场也会产生较大的气流噪声,影响系统声学性能。随着各种CFD (Computational Fluid Dynamics计算流体动力学)软件的普及应用,越来越多的企业和机构用三维CFD软件模拟排气系统流场。但当前大多数排气系统CFD分析采用空气近似发动机排气来计算系统流场,这将导致比较大的误差。本文使用模拟所得的发动机排气参数通过Fluent软件仿真计算排气系统三维流场,并同时利用宽频噪声源模型计算其声功率级分布,将声场和流场结合起来进行分析,最后进行相关试验验证。 本文首先根据某款发动机结构和性能参数在GT-Power软件中建立四缸汽油发动机模型,分析得到发动机相关指示性能指标和有效性能指标来验证模型的正确性;同时分析3种后消声器设计方案的系统和局部背压值并进行对比。方案1系统背压最大,方案2次之,方案3最小。可以发现,排气消声器内部结构越复杂,背压越大,声能量耗散越多,此时消声器消声性能也越好。从发动机和排气系统相关位置提取发动机排气参数,为进一步进行排气系统CFD分析提供输入条件。 然后根据排气系统结构在UG软件中建立排气系统流场三维实体模型,导入Gambit软件中划分有限体积离散网格及设置流体边界,在Fluent软件中进行排气系统CFD分析,得到排气系统的压力、温度、速度、湍动能和声功率级分布,并根据流体力学、传热学和气动声学理论分析其流场。可以发现,在排气系统消声器内部各种小孔出入流、内管管口入流、出口冲击射流等是消声器主要的流动能量耗损区域。这些位置一般涉及到气流过流断面的突扩、突缩以及气流的弯曲转向,产生较强的局部湍流区域,伴随着漩涡对的配对、分离和脱落以及气流扰动等现象,可能引起较大的气流再生噪声。本文综合背压、消声量和防锈蚀性等方面最终选用方案1为最优方案。 最后将所设计的3种排气系统方案与发动机匹配进行系统背压测试和尾管噪声测试,验证仿真分析的正确性并为今后仿真分析和消声器优化设计提供参考。
【学位授予单位】:武汉理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:U464.134.4

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 朱美颖;B15发动机进气系统设计及性能分析[D];武汉理工大学;2012年
2 赵凤启;某乘用车排气系统流场的分析研究[D];南京理工大学;2013年
【参考文献】
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1 韩爱民;蔺鑫峰;孙柏刚;刘萍;汪家兴;;基于GT-Power的BN6V87QE汽油机性能优化仿真[J];北京工业大学学报;2007年06期
2 朱荣福;王强;张鹏;;发动机的GT-POWER模拟和试验验证分析[J];黑龙江工程学院学报(自然科学版);2010年01期
3 黄其柏,师汉民,杨叔子,夏薇;计及气流和线性温度梯度的内燃机穿孔声管排气消声器研究[J];内燃机学报;1993年01期
4 李彬轩,徐航,何文华;柴油机实时仿真中燃烧模型的建立[J];内燃机学报;2001年02期
5 蓝军,史绍熙,郝志勇;发动机排气消声器传声特性的计算研究[J];内燃机学报;2001年03期
6 陆森林,刘红光;内燃机排气消声器性能的三维有限元计算及分析[J];内燃机学报;2003年05期
7 马强,季振林,张志华;边界元法与特征线法联合用于内燃机排气噪声预报及消声器声学性能分析[J];内燃机学报;1997年01期
8 蔡超,宫镇,赵剑,曾发林;拖拉机抗性消声器声学子结构声传递矩阵研究[J];农业机械学报;1994年02期
9 赵松龄,盛胜我;抗性消声器中含穿孔管时的声传递矩阵[J];声学技术;2000年01期
10 黄其柏;计及气流和线性温度梯度的内插管扩张式消声器理论研究[J];声学技术;1998年02期
中国硕士学位论文全文数据库 前5条
1 孙晋美;阻性消声器空气动力性能的理论及实验研究[D];山东科技大学;2004年
2 陶丽芳;汽车发动机排气系统性能分析研究[D];重庆大学;2005年
3 刘晨;汽车排气消声系统数值仿真与设计研究[D];哈尔滨工程大学;2008年
4 陈红;航空涡轮增压汽油机特性及其优化匹配研究[D];北京交通大学;2008年
5 李宁;汽车排气消声器消声性能及其数值分析研究[D];重庆交通大学;2008年
【共引文献】
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1 徐文彬;姚安林;李又绿;曾祥国;徐荣鹏;;高压输气管道穿越河流的结构动力学分析[J];四川建筑科学研究;2012年02期
2 王继先,冯能莲,蔡曾华;声强测量及其在客车噪声源识别中的应用[J];安徽农业大学学报;2001年02期
3 孙启祥,张齐生,彭镇华;地板轻量撞击声隔声特性的研究[J];安徽农业大学学报;2002年02期
4 刘军;刘敏;智会强;路世昌;;FDS火灾模拟基本理论探析与应用技巧[J];安全;2006年01期
5 陈德淑;汪朝晖;廖振方;;提高喷射式混合器配制水泥浆生产能力的措施[J];地下空间与工程学报;2010年06期
6 张励忠;高速列车轮轨噪声的降低途径[J];北方交通大学学报;1995年03期
7 张延东;于建民;卢萍;;钢管外表面高压水除鳞效果分析与系统改进[J];包钢科技;2008年S1期
8 黄小辉;毕小平;李贺佳;;车用柴油机中冷器空气冷却侧阻力性能计算[J];车辆与动力技术;2008年04期
9 尹燕功;;汽车轮胎的合理使用[J];北京工业职业技术学院学报;2007年01期
10 梅德清,王忠;4气门柴油机缸内涡流形成的试验研究[J];兵工学报;2004年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 吴振华;陈剑;陈心昭;;汽车NVH特性及整车噪声控制[A];2004“安徽制造业发展”博士科技论坛论文集[C];2004年
2 田章福;曾新吾;;谐振式声波发生器实验研究[A];中国声学学会第九届青年学术会议论文集[C];2011年
3 韩传军;刘洋;李蓉;李大彬;雷中清;;基于CFD的三缸柱塞泵泵阀失效机理研究[A];非常规油气资源勘探开发装备及应用技术研讨会论文集[C];2011年
4 闫春颖;张来斌;梁伟;;κ-ε模型在天然气管道泄漏模拟中的应用[A];中国职业安全健康协会2009年学术年会论文集[C];2009年
5 车蕾;张来斌;马庆春;;基于fluent的含硫气井井喷失控射流的模拟研究[A];中国职业安全健康协会2009年学术年会论文集[C];2009年
6 徐全军;陈威;秦军;李裕春;孔福利;;封闭式聚能装药爆炸噪声控制填充材料影响研究[A];第九届全国冲击动力学学术会议论文集(下册)[C];2009年
7 黄镇平;梁锋;甘建华;;高压共轨式电控柴油机的动态仿真模型研究[A];第三届广西青年学术年会论文集(自然科学篇)[C];2004年
8 黄其柏;张永波;柳占新;胡溧;;并联内插管双室扩张式消声器的传递矩阵研究[A];湖北省声学学会成立二十周年纪念文集[C];2006年
9 傅毅生;;汽车发动机噪声形成与防治技术因素剖析[A];2007年APC联合学术年会论文集[C];2007年
10 赵彤航;宋传学;卢炳武;;基于传递路径分析的车外噪声源识别[A];2007年APC联合学术年会论文集[C];2007年
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1 李佳;载人潜器阻力性能的数值和试验预报及外形优化研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 王忠义;船用燃气轮机排气引射装置性能研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 余枫;海上搜救模拟器中近海溢油的实时仿真与可视化研究[D];大连海事大学;2010年
4 王曙辉;旋转式连续微波再生微粒捕集器再生机理及结构优化研究[D];湖南大学;2010年
5 朱小林;胶粘物盘式热分散机理与能耗建模研究[D];华南理工大学;2010年
6 车勇;轮胎噪声的预测方法与试验研究及优化设计[D];武汉理工大学;2010年
7 金玉珍;激励喷嘴作用下纱线—气流场特性研究[D];浙江大学;2010年
8 赵云;大功率调制气流声源的数值模拟与实验研究[D];国防科学技术大学;2010年
9 荀涛;清洁强流真空二极管相关技术研究[D];国防科学技术大学;2010年
10 陈志勇;轻型车驾驶室液压悬置性能匹配研究[D];吉林大学;2011年
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1 王春霞;倾斜巷道中风流方向对瓦斯分布与瓦斯积聚的影响[D];河南理工大学;2010年
2 张艳利;局部通风掘进工作面换热系数计算方法研究[D];河南理工大学;2010年
3 岳莎莎;基于TMS320VC5509A的管道有源噪声控制系统研究[D];山东科技大学;2010年
4 郭强;水下超声速准二维垂直气体射流研究[D];浙江理工大学;2010年
5 胡海燕;等离子体喷涂射流的数值模拟[D];浙江理工大学;2010年
6 刘博;叶片式流体设备数字化研发与优化研究[D];郑州大学;2010年
7 韩芳明;船用换热式惯性滤清器物理场耦合计算[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 罗富强;扁管管壳式换热器数值模拟研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 张万煌;TBD234柴油机缸内燃烧模拟及排放预测[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 刘丽媛;增压器噪声控制与进气消声器设计研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
【同被引文献】
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1 赵志芳;苏铁熊;冯慧华;;进排气系统隔声性能试验与仿真分析方法综述[J];车用发动机;2009年05期
2 李湘华;张小姣;;柴油机排气歧管流场分析与结构优化[J];柴油机;2006年04期
3 黄键;林晓辉;严世榕;;基于FLUENT的柴油机排气歧管内流场的数值模拟[J];福州大学学报(自然科学版);2010年01期
4 吴泉源;计算机应用技术[J];计算机工程与科学;2000年03期
5 刘奕贯;;汽车可变进气歧管技术及其应用探讨[J];科技信息;2009年22期
6 许元默,帅石金,王建昕;进气歧管对电喷汽油机充气效率的影响[J];内燃机工程;2004年01期
7 张小燕;詹樟松;;发动机可变长度进气歧管系统的优化设计研究[J];内燃机;2007年01期
8 黄其柏,师汉民,杨叔子,夏薇;计及气流和线性温度梯度的内燃机穿孔声管排气消声器研究[J];内燃机学报;1993年01期
9 蓝军,史绍熙,郝志勇;发动机排气消声器传声特性的计算研究[J];内燃机学报;2001年03期
10 陆森林,刘红光;内燃机排气消声器性能的三维有限元计算及分析[J];内燃机学报;2003年05期
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1 刘小平;可变凸轮轴配气相位机构的测试及分析[D];天津大学;2008年
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1 李景渊;发动机进气系统性能分析研究[D];重庆大学;2005年
2 陶丽芳;汽车发动机排气系统性能分析研究[D];重庆大学;2005年
3 孙玉亮;可变配气系统对汽油机动力性及燃油经济性能影响的研究[D];天津大学;2008年
4 张云飞;摩托车排气净化消声器设计方法的研究[D];武汉理工大学;2009年
5 张蕾;摩托车进气噪声控制研究[D];上海交通大学;2008年
6 靳红蕾;基于可装配性分析的塑料进气歧管设计研究[D];天津大学;2009年
7 金雪;乘用车排气系统流场的数值模拟[D];武汉理工大学;2010年
8 周斌;车用柴油机进气道的CFD研究[D];西华大学;2010年
9 黎幸荣;发动机排气噪声模拟及测试方法的研究[D];合肥工业大学;2010年
【二级参考文献】
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1 周新祥;LGA风机圆盘式消声器的有限元动力计算[J];鞍山钢铁学院学报;1999年04期
2 赵亚男;赵福堂;刘碧荣;;汽车发动机特性仿真研究[J];北京交通大学学报;2008年01期
3 陶海萍,周大森;小型汽油机工作过程的数值模拟[J];北京工业大学学报;2005年03期
4 陈妍,王洪铭;一种带涡轮增压器的活塞发动机调节及其特性[J];北京航空航天大学学报;1998年01期
5 帅石金,王建昕,庄人隽,陈峻锐;车用催化器流动阻力的试验与理论研究[J];车用发动机;2001年01期
6 王恩华,周明,李建秋,欧阳明高,王戈一;可变喷嘴涡轮增压器与发动机的匹配分析[J];车用发动机;2003年04期
7 冯立岩,隆武强,许锋;21世纪汽车动力技术前景展望[J];车用发动机;2003年05期
8 尹必峰;刘胜吉;魏强;康红;杨荣华;韦锦祥;徐毅;;495ZLQ柴油机参数匹配与性能计算分析[J];车用发动机;2007年02期
9 张建村,潘利群;高原柴油机的增压器匹配性能研究[J];柴油机设计与制造;2005年03期
10 陈金娥;充满多孔介质的变截面圆管内流体流动分析[J];上海电力学院学报;2001年03期
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1 李艳红;直喷式柴油机的特性预测及参数优化[D];江苏大学;2003年
2 陶丽芳;汽车发动机排气系统性能分析研究[D];重庆大学;2005年
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6 马开柱;陈剑;王建楠;;排气系统模态分析及悬挂点位置优化[J];机械设计与制造;2008年11期
7 李松波;袁明;管西强;张建武;;轿车排气系统一维数值模型简化及模态实验验证[J];机械强度;2009年05期
8 上官文斌;黄志;贺良勇;段小成;;汽车排气系统吊耳动刚度优化方法的研究[J];振动与冲击;2010年01期
9 刘敬平;邓帮林;杜标;冯仁华;许胜利;;某轿车排气系统振动分析[J];振动与冲击;2011年08期
10 ;粉尘检测技术(十一) 第九章 工业局部排气系统的检测[J];工业安全与环保;1987年11期
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1 王鹏程;王岳人;王宏伟;;多动力源集中排气系统运行特性实验与模拟对比分析[A];全国暖通空调制冷2010年学术年会论文集[C];2010年
2 许斌;谢翌;刘友宏;;波瓣尾缘截面处中心锥直径对波瓣混合排气系统性能影响[A];中国航空学会第七届动力年会论文摘要集[C];2010年
3 陈文亮;范瑞展;丁俊智;陈希立;;半导体厂制程排气系统之研究[A];第五届海峡两岸制冷空调技术交流会论文专辑[C];2001年
4 卢镔;华炼;;动力蓄电池的中央供水及排气系统[A];中国电工技术学会铅酸蓄电池专业委员会第七届全国铅酸蓄电池学术年会论文全集[C];2000年
5 姚俊贤;刘显臣;;排气系统NVH性能设计[A];第五届中国CAE工程分析技术年会论文集[C];2009年
6 周跃华;张军;陈淼;黄剑斌;;桃江海号轮电站发动机排气系统水力计算[A];第十七届全国水动力学研讨会暨第六届全国水动力学学术会议文集[C];2003年
7 尹永学;;浅析汽车排气系统的设计[A];重庆汽车工程学会2008年学术会议论文集[C];2008年
8 董力平;段功清;颜伏伍;杜传进;侯献军;阮杰;彭辅明;刘华刚;;摩托车排气污染及其控制技术路线与进程[A];汽车催化净化技术产业化与发展战略研讨会专集[C];1999年
9 邓帮林;冯仁华;王宝林;李军成;许胜利;;某轿车排气系统振动分析[A];第五届中国CAE工程分析技术年会论文集[C];2009年
10 刘会猛;刘永长;;螺旋流增压排气系统性能模拟研究[A];第九届全国内河船舶及航运技术学术交流会论文集[C];2004年
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1 本报记者  孙红;做专有技术的领跑者[N];中国工业报;2006年
2 潘廷祥;钛:车轮滚滚钛风流[N];中国有色金属报;2006年
3 ;天纳克加大在华零部件业务投资力度[N];国际商报;2006年
4 ;不锈钢在汽车产业应用前景广阔[N];现代物流报;2007年
5 肖英龙;高强度、高耐蚀性和高耐热性日本汽车排气系统用不锈钢的现状及今后展望[N];世界金属导报;2004年
6 常萌 整理;不锈钢在汽车排气系统的最新应用[N];中国冶金报;2008年
7 杨进;不锈钢在汽车产业应用前景广阔[N];中国矿业报;2006年
8 梁熙玲;俄罗斯拟取消一些汽车零配件进口关税[N];远东经贸导报;2008年
9 本报记者 王梓函;马涅蒂马瑞利全系产品亮相北京车展[N];中国工业报;2010年
10 张渝成;长丰零部件公司实现“开门红”[N];永州日报;2007年
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1 刘联鋆;内燃机进、排气系统声学分析的三维时域脉冲法[D];浙江大学;2013年
2 黄伟;涡扇发动机排气系统红外特征计算与抑制技术研究[D];南京航空航天大学;2010年
3 梁桂华;柴油机缸内流场的PIV技术应用研究及数值模拟[D];大连理工大学;2009年
4 胡国友;车辆降噪减振的若干关键技术研究[D];南京航空航天大学;2011年
5 颜伏伍;车用汽油机电控、催化转化及匹配技术研究[D];武汉理工大学;2002年
6 李新;基于喷油助燃再生的柴油车颗粒物后处理技术研究[D];武汉理工大学;2009年
7 付江华;轻型客车关键橡胶隔振件性能匹配研究[D];吉林大学;2011年
8 雷志军;进口预旋条件下涡扇发动机波瓣射流掺混机理的实验研究[D];中国科学院研究生院(工程热物理研究所);2011年
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1 田静;乘用车排气系统悬挂位置设计及隔振控制研究[D];武汉理工大学;2011年
2 刘名;排气系统振动特性与优化设计[D];南京航空航天大学;2009年
3 赵凤启;某乘用车排气系统流场的分析研究[D];南京理工大学;2013年
4 陈雷雷;某乘用车排气系统动力学研究[D];南京理工大学;2013年
5 张维达;汽车排气系统隔振分析与设计[D];南京航空航天大学;2012年
6 李剑荣;一汽红塔HT01001X型排气系统流固耦合动力学特性研究[D];昆明理工大学;2013年
7 沈渡;某车型排气系统疲劳耐久性分析[D];西南交通大学;2010年
8 张萍;排气系统NVH性能的分析与改进[D];湖南大学;2012年
9 杨精锐;排气系统NVH性能的分析与改进[D];湖南大学;2013年
10 姚源;某微型车排气系统流场数值模拟[D];武汉理工大学;2011年
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