随着汽车在人们日常生活中所占据的位置日趋重要，人们对汽车的噪声控制要求也日趋严格；排气噪声是汽车噪声的主要来源之一，发动机排气系统是控制汽车排气噪声的主要装置。排气系统中的催化器载体和排气尾管结构对排气噪声控制有重要影响，然而目前相关的研究有所欠缺。为进一步明确这两个零件的结构对排气噪声的影响，本文对不同的催化器载体结构和尾管结构对排气噪声的影响进行研究，并考虑不同的流场分布的影响。本文的工作包括数值仿真和实验测试两个部分。论文对催化器载体基本组成结构--细长管的声传播特性进行了研究，采用三维建模软件UG和计算流体动力学软件Fluent建立细长管的三维流场模型，基于时域CFD方法--脉冲法对单根细长管的声传播性能进行仿真分析，获得截面形状、管径、管长等参数变化对细长管声传播性能的影响规律。在此基础上建立多根细长管的组合模型，并通过仿真获得多根细长管的组合方式对其声传播性能的影响。传递损失实验测试结果证明了分析的有效性。论文对排气系统尾管结构变化对排气噪声的影响进行研究。通过建立尾管及其末端自由空腔的三维模型，运用Fluent中的FW-H噪声分析模型对尾管末端远场噪声进行仿真分析；以末端气流势核分布和监测点的声压脉动作为尾管声学性能的评价指标，研究尾管的长度、管径、出口截面形状及弯曲角度等不同结构尾管在不同的流场分布情况下的尾管噪声特性；比较分析在恒定流速、变流速或叠加了脉动气流等流场下的尾管噪声声压级大小及频谱特性。基于对催化器结构和尾管结构的数值仿真分析结果，对实际工程案例进行优化设计和试验测试。某1.8L排量汽油机由于尾管结构设计不合理，急加速时出现排气异响声，本文通过改变催化载体孔隙率和长度，优化尾管弯曲角度，消除了排气异响声，优化了排气噪声声品质。优化结果证明仿真和实验方法可应用于实际工程问题。