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空气滤清器声学性能仿真研究

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空气滤清器声学性能仿真研究
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空气滤清器声学性能仿真研究

空气滤清器在进气系统中起到过滤空气和消声这两大作用,受发动机舱空间的限制,进气系统的设计需要进行合理的布置,充分利用有效的空间,因此,通常情况下,进气系统的结构都比较复杂,利用一维仿真很难得到准确的仿真结果。有鉴于此,发动机进气系统设计普遍采用三维仿真方法,如声学边界元法(Acoustic BEM,ABEM)、声学有限元法(Acoustic FEM,AFEM)。

声学边界元法(ABEM)一般只需建立好进气系统内腔的表面,并采用二维单元划分内腔表面即可建立起三维的边界元模型,由于进气系统属于开口结构,通常采用间接边界元法(Indirect BEM,IBEM),壳体被默认为刚性 的。声学有限元法(AFEM)则需要建立进气系统内腔的空气介质及滤芯模型,并采用三维单元进行网格划分,若材料仅定义成空气,则与声学边界元结果基本一致,壳体被默认为刚性的,将滤芯定义为吸声材料,可以考虑到滤芯对气动噪声的影响。

1.声学材料常数及边界条件设置 滤清器空腔声学模态分析模型采用封闭腔体边界条件,即设定腔体四周为没有弹性的硬边界;声传递损失计算用分析模型的边界条件施加方式为,入(出)口侧施加速度边界条件,幅值为-1m/s,出(入)口设置特性阻抗为416.5Rays,其余边界为硬边界;滤清器壳体模态分析中,根据实际工作情况、约束壳体底部三个支点。

2.声学模态计算结果

结构模态较为密集,而在能量集中的低频模态区域,声腔模态较少,有利于整体结构的振声性能。壳体结构模态和空腔声学模态基本没有重合,发生结构与声学模态耦合共振的可能性较小。从声学模态振型可知,在第5阶模态之后,声腔模态不再是平面波传播,因此,声腔的截止频率约在800Hz。和结构模态对比,在声腔的第3阶模态频率和结构的第15阶模态频率相近,有共振的可能性。与方案Ⅰ相比,方案Ⅲ各阶声学模态频率普遍有所降低。

3.空气滤清器声传递损失计算 TL=101gW

W

=101gS

P

u

S

P

u

=101gS

P

S

P 在高于1500Hz高频区域,通过频率点分布较为密集,且无明显规律可循,但安装滤纸后该区域的传递损失情况会有较大改善,可不必过于注意。在1270~1320Hz频率区域传递损失幅值较低,是该结构空腔声能量易通过区。此外,在1150Hz附近,方案Ⅰ具有一较高传递损失峰值(63.63dB)。

当频率较低时,如低于滤纸起始作用的频率点280Hz,带有滤纸的和不带滤纸的空气滤清器具有相近的消声性能,传递损失幅值之差不超过1dB。不带滤纸的空滤器在中低频有多个拱形衰减,但消声量均不高,在高频范围内因存在着较多的通过频率,消声性能不够理想。由于滤纸的存在,空滤器的第一个拱形衰减范围向更高频率推移,并且消声量有较大幅度提高;中高频消声性能有很大改善,在整个计算频率范围内有良好的宽频消声效果,不再有通过频率存在,也说明了滤纸使得声腔的消声性能更加平均。

对比考虑滤纸前后传递损失计算结果还可看出,考虑滤纸与否所计算得到的传递损失结果在频率域内的幅值与分布情况还是有较大相关性的。滤清器空腔本体传递损失频谱中幅值较高、峰较密集区域往往也是安装滤纸后传递损失数值较大区域,反之亦然。因此,通过改变空气滤清器壳体或进出管结构参数,不仅可显著改变滤清器空腔本体传递损失频谱曲线,也是调整安装滤纸后滤清器总体传递损失特性的有效途径。

声腔的传递损失随着流阻率的增加整体呈上升趋势,并变得更加平缓,说明滤纸的流阻率使得声腔的消声性能更加平均。随着流阻率的增大,传递损失在高频消声量明显增大,这也进一步证明了多孔材料对高频消声有较好的作用。

从计算结果可知,更细的入出口管,更高的流阻率或者更厚的滤纸对空气滤清器会有更好的消声效果,使得空滤器在整个频段内都有良好的消声性能。综合上述仿真及计算结果,最终选用方案Ⅲ作为最终的设计方案。

4.结论

(1)从声学模态振型可知,在第五阶模态之后,声腔模态不再是平面波传播,因此,声腔的截止频率约在800Hz。和结构模态对比,在声腔的第三阶模态频率和结构的第十五阶模态频率相近,有共振的可能性。与方案I相比,方案III各阶声学模态频率普遍有所降低。

(2)比较了不带滤纸和带有滤纸的空滤器传递损失计算结果。当频率较低时,带有滤纸的和不带滤纸的空气滤清器具有相同的消声性能。不带滤纸的空滤器在中低频有多个拱形衰减,但消声量均不高,在高频范围内因存在着较多的通过频率,消声性能不够理想。由于滤纸的存在,空滤器的第一个拱形衰减范围向更高频率推移,并且消声量有较大幅度提高;中高频消声性能有很大改善,在整个计算频率范围内有良好的宽频消声效果,不再有通过频率存在,即滤纸使得空滤器的消声性能更加平均。

(3)声腔的传递损失随着流阻率的增加整体呈上升趋势,并变得更加平缓,说明滤纸的流阻率使得声腔的消声性能更加平均。随着流阻率的增大,传递损失在高频消声量明显增大,这也说明了多孔材料对高频消声有较好的作用。

(4)方案II、III的消声性能近似,传递损失结果曲线整体变化趋势相同。较方案I具有更好的低频性能,且中高频更加平缓,整体消声量更大。低频区域内,方案III具有比方案II更低的声传递损失幅值,而在中高频段则具有比方案II更佳的消声性能。

(5)从计算结果可知,更长的插入管,如方案II、III相对于方案I,更细的入出口管,更高的流阻率或者更厚的滤纸对空气滤清器会有更好的消声效果,使得空滤器在整个频段内都有良好的消声性能。 [科]

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摘要:基于云平台技术和虚拟技术,在云平台上构建三个虚拟局域网络。每个虚拟网络采用三层结构设计,在虚拟网络中可以进行各种路由与交换配置。并且采用VPN技术,将分布在不同云平台上的虚拟网络连接起来,最大程度的对分部网络的工作......
单轨吊液压制动系统的设计与仿真研究
发布时间:2023-05-15
【摘要】对单轨吊液压制动系统进行了整体设计和参数计算,确定了液压结构布置方式与制动参数,并基于COMSOL对制动器进行了瞬态温度场分析,通过对单轨吊液压制动系统的设计与仿真,保证了系统制动能力。【关键词】单轨吊;液压制动;温度场目前,盘式制动在单轨吊制动系统中越来越广泛,其在制动过程中的制动力矩较大,散热效果理想,在运动方向上不会影响制动能力[1]。为了进一步保证和提升系统的制动安全性,文中对液压.........
对仿真教学的几点思考
发布时间:2022-10-26
摘 要:仿真软件确实给教学带来一定的便利。同时必须要摆正一个事实:仿真软件加工与实践加工存在一定的差距。数控教学只能用软件仿真进行初期感性训练和基本程序与指令代码的练习,而不能把整个教学活动完全放在软件上,并且在教学过......
仿生机器人与生命科学
发布时间:2022-08-17
摘 要:生物学的发展,可以开拓机械工程的研究视野,然而机械工程的发展促进了生命科学的发展和变革。比如说一些机械领域的发展和突破都是受到生命科学的启发,随着机器人技术、仿生技术、控制技术以及制造技术的进步,机器人应用领域......
电动拖拉机电动悬挂系统的设计与仿真性能分析
发布时间:2016-10-18
0引言 目前,拖拉机大都采用液压悬挂系统。液压悬挂系统由液压泵、分配器、油缸、提升臂及悬挂杆件等组成。其中,液压泵、油缸、分配器结构较复杂,在工作过程中液压系统可能出现阀门卡死、安全阀失灵、泄漏等故障而使整个液压提升悬......
关于变电站自动化仿真系统构建的研究
发布时间:2022-12-14
【摘 要】变电站综合自动化系统为多系统整合,为主流系统同网仿真奠定了理论和结构基础。仿真系统应用灵活组网和系统组态的自由配置理论,依据电力系统仿真控制原理的真实性、一致性、灵活性、开放性和实用性理论,构建起一整套变电站......
防返吐堵塞器滤网的研制及应用
发布时间:2023-02-11
摘 要:注水井多使用偏心配水管柱进行分层注水,部分水井由于层间矛盾大,停注水后高压层的注入水会返吐至低压层,严重影响实际分层注水量。防返吐堵塞器滤网在注水井正常分层测试时投入井内,注水井层段停注后,阀芯在层内压力差下自......
清真食品安全监管发挥作用研究
发布时间:2022-11-12
摘要:随着中国经济的日益发展,中国清真食品产业也在逐年增多,并且不断融入人们的日常生活。但是在清真食品发展的过程中却存在着很多问题。文章主要针对“伪清真”“三聚氰胺”“地沟油”、“假羊肉”等一系列食品安全事件,研究中国目前的清真食品安全监管机制现状,并说明如何长期有效的发挥清真食品安全监管的作用。在具体分析的基础上,针对现实中存在的问题提出一些中国清真食品安全监管机制长期有效发挥作用的建议。关键词.........
基于单片机智能控温的仿真与设计
发布时间:2023-05-15
在工业、科技和农业领域,许多生产设备、计算机设备和农作物生长都要求在一定的温度范围内,因此温度测量设备也随处可见。本设计利用51单片机设计一个可以时时显示环境温度,并设定工作温度范围,根据温度的变化启动相应的设备,如报......
空调全空气系统与节能措施
发布时间:2022-12-10
【摘 要】目前,全空气空调系统以其美观、安静、送风量和新风量充足以及卫生等诸多优势被广泛应用于商场、影剧院等大空间建筑内部。这种空调系统的空气处理方式及送风方式有多种类型,以往诸多研究中,多是针对系统的结构、空气处理过......
计轴绘图及监测的仿真探究
发布时间:2016-10-25
计轴又称微机计轴,是铁路两端车站大的装设设备,利用安装在钢轨的闭环传感器监督列车车轮对经过数,经过设在室内的微机系统与门检测后将本站的轮对数,经过设在室内的微机系统与门检测后将本站的轮对数利用半自动设备发送至对方站,列......
声矢量传感器阵中基于Kalman滤波和OPASTd的DOA跟踪算法
发布时间:2023-04-17
摘要:研究了声矢量传感器阵动目标角度跟踪问题,并提出了声矢量传感器阵中一种基于Kalman滤波和正交压缩近似投影子空间跟踪(Orthonormalprojectionapproximationandsubspacetrackingofdeflation,OPASTd)的波达方向(Directionofarrival,DOA)跟踪算法。该算法通过OPASTd算法来进行DOA的跟踪,从而克服了PAST.........
家用电器安全标准和电气安全性能(2)
发布时间:2023-04-29
二、家用电器安全标准概述 家用电器产品安全标准,是为了保证人身安全和使用环境不受任何危害而制定的,是家用电 器产品在设计、制造时必须遵照执行的标准文件,严格执行标准中的各项规定,家用电器的安全就有了可靠的保证。贯彻实施......
真空断路器开合电容电流老炼试验
发布时间:2023-06-22
摘要:本文阐述了真空断路器开合电容电流老炼试验的机理,根据多年开展老炼试验的经验和技术积累,提出了老炼试验的试验方法,试验电流、电压和电容回路的要求以及试验结果判据。 关键词:真空断路器;开合电容;老炼试验 中图分......
电力企业仿真技能培训教学管理实践与探索
发布时间:2023-01-07
摘要:仿真技能培训凭借着模拟学习的逼真性,学习内容的针对性,培训效果的经济性等优势成为电厂运行人员岗前培训、岗中轮训的重要学习形式。精心的教学设计,丰富的教学形式,严格的教务管理,良好的学习效果反馈是保证培训质量的重......
语气词“呢”负载疑问信息的声学研究
发布时间:2023-04-03
语气词“呢”负载疑问信息的声学研究 一、引言 影响语气的因素有语段成分和超语段成分,语段成分指词汇、语法等手段,比如使用语气词表达语气,可以在文字形式上wWw.LWlm.com表现出来;而超语段成分即指语调,语调属于语音手段,在口......
家用电器安全标准和电气安全性能(1)
发布时间:2023-03-04
一、家用电器的分类 家用电器是指用于家庭和类似家庭使用条件的日常生活用电器。 家电一般按用途大致可划分以下9类产品: 1 空调器具:主要用于调节室内空气温度、湿度以及过滤空气之用,如电风扇、空调器、 加湿器、空气清洁器等......
基于系统动力学的长春市CZ公司服装物流仿真研究
发布时间:2023-03-18
基于系统动力学的长春市CZ公司服装物流仿真研究 引言 随着社会经济 PLE建立CZ服装公司物流的系统动力学模型,对模型进行研究分析和仿真实验,以找出提高CZ公司物流系统运作效率和稳定性的途径。 一、实证分析及建模 长春市CZ公司采取了......
网络空间风清气正亟需域名管理
发布时间:2016-07-27
2016年3月25日,工信部发布《互联网域名管理办法(修订征求意见稿)》并向社会公开征求意见,这引发了西方对中国域名管理新规的普遍关注。有人认为,这是中国通过域名管理政策的收紧,采用“卡脖子”的方式,试图迫使互联网从业者服从......
家用电器安全标准和电气安全性能(3)
发布时间:2023-07-12
三、家用电器的基本安全要求 家用电器都是在通电后才能工作,而且大多数家用电器使用的都是220V交流电,属于非安全 电压。此外,有的家用电器,例如电视机本身会产生1万V以上的高压,人体一旦接触这样高的电压,发生触电,就会有生命......
高职院校关于虚拟仿真软件应用于实践教学的研究
发布时间:2022-11-20
摘要:传统情形下的高职授课,凸显了多重缺陷。虚拟仿真特有的搭配技术,耗费掉的成本偏低,带有高层级的适应优势。开放特性的实践授课,采纳虚拟仿真,弥补了惯用流程的弊病。这样做,全面提升原有的授课水准,建构了实践范畴的变革......
通信网络类课程虚拟仿真实验研究与实践
发布时间:2023-02-11
摘要在实验室环境下具体实现各种通信网络,并定量评估网络性能是各高校通信工程专业实验教改的重要方向。针对当前通信网络类课程在实验教学中存在的问题,梳理通信网络类课程的相关知识点,设计应用性和工程性很强的虚拟仿真实验项目,使学生掌握通信网络的建模方法和仿真技能,理解网络中各层的设计机制、算法和协议。关键词通信网络网络性能分析实验教学虚拟仿真中图分类号:G642文献标识码:ADOI:10.16400/j.........
混气量对声波混气水解堵的影响研究
发布时间:2023-01-08
混气量对声波混气水解堵的影响研究 流体声波发生器由于容易产生大功率声波、施工限制条件少,因此在解堵和防蜡降粘中有广泛的应用。声波混气水解堵技术融合了声波解堵和混气水排液的共同优点。比单一的声波解堵更好。声波混汽水解堵过程......
浅谈虚拟仿真技术及其在航空电子装备教学中的应用
发布时间:2022-11-15
浅谈虚拟仿真技术及其在航空电子装备教学中的应用 浅谈虚拟仿真技术及其在航空电子装备教学中的应用 浅谈虚拟仿真技术及其在航空电子装备教学中的应用 文 章 来 自 教育 网 【论文虚拟现实 仿真 航空电子 【论文摘要将......
基于大数据的地铁列车能耗仿真和节能操纵
发布时间:2023-02-15
0 引言 近年来,我国城市轨道交通步入快速发展阶段,成为了公共设施中最大的能量消耗系统之一,给城市的供电系统带来极大的负载压力。在地铁列车运行的基础设施(包括线路环境、线路站间距、线路坡道弯道、牵引供电系统等硬件设施)建成......
轨道交通牵引供电仿真模型与算法的研究
发布时间:2013-12-17
摘要:该文提出了一种适用于城市轨道 交通 供电系统仿真的RS 模型与算法.该模型针对各种不同的地铁喝轻轨供电方式,归纳出一种统一的 方法 ,有利于 计算 机实现.该模型与算法假设条件合理,适应性好,计算精度满足工程要求.这种方法不仅能......
关于ADAMS重型自卸车举升机构的仿真优化研究
发布时间:2023-04-21
引 言 近年来,随着经济的发展,市场对重型自卸车的需求量大大增加,这类自卸车广泛应用于使用条件比较恶劣的矿山工地,举升机构是自卸车的核心机构,设计时既要考虑运动学问题,又要考虑机构的强度问题。若举升机构设计不当,容易发生结构的......
控制系统仿真课程教学改革
发布时间:2015-09-16
【摘要】本文分析了控制系统仿真课程教学过程中存在的问题,从教学模式、实践教学和课程考核方面提出了教学改革方案。 【关键词】控制系统仿真 教学改革 教学质量 【基金项目】重庆理工大学博士科研启动基金(0107130955),重庆......
燃气辐射采暖系统的节能特性研究
发布时间:2023-03-04
【摘 要】在建筑工程施工的过程中,采暖施工一直都是十分重要的一部分,燃气辐射采暖的方式在我国的采暖工程中有了非常广泛的应用,同时在实际的应用中也体现出了非常显著的优势,首先它可以体现出非常好的节能和环保效果,同时它还能......
空气动力学研究中面临的挑战与机遇
发布时间:2023-07-12
空气动力学研究中面临的挑战与机遇 空气动力学是研究物体同气体作相对运动情况下的受力特性、气体流动规律和伴随发生的物理化学变化,在流体力学基础上,随着航空工业和喷气推进技术的发展而成长起来的一个学科。空气动力学的发展对于航空......
电子设备瞬态信号混合检测方法研究与仿真
发布时间:2022-10-31
摘要:针对电子设备瞬态信号检测中存在干扰大、准确率低的问题,提出一种改进的Morlet小波瞬态信号混合检测方法实现对信号检测识别。运用短时相关傅里叶变换算法,在明确检测信号的基础上,运用改良的Morlet小波函数,对信号进行不间断小波转换,提高对检测信号的分析能力。系统测试实验证明,改进的Morlet小波变换对瞬态信号检测性能优越,信号的检测能力很强。关键词:电子设备;瞬态信号检测;傅里叶变换算法.........
有源高通滤波器的设计
发布时间:2023-06-27
摘 要 出了用滤波器节级联、GIC替换全极点梯形电路中的电感、综合通用SC滤波器芯片LMF100,这三种方法来设计有源高通滤波器,并推广到设计高阶滤波器,设计方法简单、直观。 关键词 GIC SC滤波器 高通滤波器 中图分类号:TN713 文......
探讨基于混沌序列扩频通信系统的仿真研究
发布时间:2022-11-30
1 引言 扩频通信,即扩展频谱通信技术(Spread Spectrum Communication),它与光纤通信、卫星通信一同被誉为进入信息时代的三大高新技术通信传输方式[1].到目前为止,扩频通信已经成为比较成熟的一门技术,在个人通信方面,它具......