基于ANSYS的汽車排氣消聲器流場(chǎng)分析*

河南工程學(xué)院機(jī)械工程系 郭 鵬 馬建輝 杜向向

基于ANSYS的汽車排氣消聲器流場(chǎng)分析*

河南工程學(xué)院機(jī)械工程系 郭 鵬 馬建輝 杜向向

車輛作為人們?nèi)粘Ｉ钪械闹饕煌üぞ撸湓肼曇殉蔀樽钪饕慕煌ㄔ肼曃廴驹矗瑩?jù)統(tǒng)計(jì)，70%左右的交通噪聲是由車輛引起的。對(duì)排氣噪聲的控制，最簡(jiǎn)單、有效的方法就是采用排氣消聲器。一般消聲器會(huì)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生兩個(gè)方面的影響。第一，降低排氣噪聲；第二，增加排氣背壓，降低發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性。消聲器的聲學(xué)性能與排氣的流動(dòng)性目標(biāo)是一對(duì)矛盾。矛盾產(chǎn)生的原因在于消聲器的消聲性能越好，結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，流體力學(xué)性能越差，發(fā)動(dòng)機(jī)因此產(chǎn)生的功率損失就越大。因此，在設(shè)計(jì)車用排氣消聲器時(shí)要處理好聲學(xué)—流體力學(xué)這一矛盾，獲得既有大消聲量（聲學(xué)性能好）、排氣背壓小（流體力學(xué)性能好，功率損失小）的消聲器具有很重要的現(xiàn)實(shí)意義。衡量消聲器對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)功率損失的影響程度的主要評(píng)價(jià)指標(biāo)是壓力損失。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究方法存在著周期長(zhǎng)、成本高的缺陷。

本文，筆者利用專業(yè)的建模軟件對(duì)某消聲器結(jié)構(gòu)進(jìn)行了三維實(shí)體建模，并把消聲器實(shí)體模型導(dǎo)入有限元分析軟件ANSYS，建立消聲器有限元模型，模擬消聲器實(shí)際使用情況，利用ANSYS的流體分析模塊對(duì)消聲器進(jìn)行流場(chǎng)分析，得到發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣經(jīng)過消聲器進(jìn)出口時(shí)的壓力損失，實(shí)現(xiàn)了對(duì)消聲器性能的預(yù)測(cè)分析。

一、排氣消聲器流體力學(xué)性能的評(píng)價(jià)指標(biāo)

代表消聲器流體力學(xué)性能的空氣動(dòng)力學(xué)性能以功率損失比、壓力損失和阻力系數(shù)來(lái)評(píng)價(jià)。……