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发动机进气系统消声器的气动—声学性能研究

张晓东  
【摘要】: 随着军用舰艇和民用船舶设计技术的发展,对于动力装置的紧凑性和低噪声的要求愈来愈高。对发动机进气系统噪声的控制目前主要采用在系统管路中加装消声器的方式。目前,我国对发动机进气消声器的研究设计,特别是在流场分析及消声器的动态特性理论研究方面还没有形成一套完整可靠和实用的设计方法。此外,传统的发动机进气系统低噪声研究常常把消声器的消声性能从进气系统中孤立出来考虑,以至于很难找到最佳的设计。因而,探索包含消声器在内的发动机进气系统的系统级低噪声优化设计方法,是提高消声器开发效率,缩短消声器开发周期的重要手段,也是对系统低噪声优化设计的重要措施。 本文研究工作的主要内容包括两部分:关于燃气轮机-柴油机进气消声器单体的气动及声学性能的预估和关于包含消声器在内的进气系统级低噪声优化方法的研究。研究的主要成果包括: 1.建立了进气消声器单体气动性能和声学性能数值仿真模型,可有效地进行消声器单体气动性能和在静态及进气状态下的声学性能的分析; 2.设计搭建了消声器气动—声学性能实验台,设计加工了抗性消声器、微穿孔管消声器、内插穿孔管消声器和阻性消声器,并对四类消声器的气动—声学性能及影响因素进行了数值模拟分析与实验研究,对消声器的设计应用具有指导意义; 3.设计搭建了管路系统气动—声学性能实验台,利用数值模拟与实验研究了含阻性消声器和进气管路的进气系统的气动—声学性能,为进气系统的低噪声系统优化提供理论支持; 4.基于Powell涡声理论对复杂系统内部再生噪声的分析,为复杂管路系统低噪声的优化设计和布局提供理论支持。


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