基于虚拟仿真的消声器传声损失测量算法对比研究

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传声损失是消声器声学性能的重要指标,其数值预测及实验测量一直是汽车工程界和学术界的热点课题。本文基于有限元法,以扩张腔消声器为例,借助ANSYS有限元软件,分析计算了消声器内部声场,进行了传声损失的虚拟测量,对目前传声损失测量的各种算法进行了系统的对比研究。   首先,通过成熟的扩张腔消声器传声损失理论计算公式对本文的有限元模型建立和边界条件施加的正确性进行了验证,结果表明方法是可行的,可以用于消声器传声损失仿真测量。在对传声损失仿真曲线和消声器内部声压云图细致分析的基础上,阐述了一维平面波理论值和仿真测量结果差异的原因,给出了传声损失实验测量时测点布置和分析频率范围的依据。其次,研究了尾端全吸声三点法和实际尾管效应下的单边界四点法的应用局限和误差来源,探讨了尾管效应、尾端吸声系数、消声器上下游耦合效应对传声损失测量的影响,指出三点法的全吸声尾端在实验测量中很难实现,而在尾管效应存在下的传统单边界四点法因未考虑消声器上下游的耦合效应,存在较大误差。基于此,论述了考虑消声器上下游耦合效应的必要性,推导了双边界条件四点法的实现过程。然后,对试制的扩张腔消声器进行传声损失测量,所得实验结果与理论结果及有限元分析结果具有良好的一致性。最后,由于实际测量时传感器间存在的频率响应不匹配,会给实验结果带来误差,给出了消除频响不匹配的传递函数修正方法。
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