中小型柴油机排气消声器设计及声学性能研究

本书以降低中小型柴油机排气噪声、环境污染为目的，结合理论与实验，对柴油机排气消声器的设计及其声学性能进行了深入的研究，可供从事内燃机工程特别是柴油机消声器方面的研发人员、高等院校相关专业师生和环境保护技术研究人员参考。

本书以降低中小型柴油机排气噪声、环境污染为目的，结合理论与实验，对柴油机排气消声器的设计及其声学性能进行了深入的研究。前三章阐述了柴油机消声器的研究背景、意义及其研究现状，介绍了性能评价指标和消声器的流场及声学研究理论基础，相关从业人员在本书中能获得噪声控制的相关基础知识。第四章阐述了消声器的设计理论及特点，提出了集净化、消声于一体的净化消声器方案，讨论了净化材料的选取问题。第五、六章介绍了消声器流场及声场仿真建模、求解及分析等具体步骤，并开展了多物理场耦合状态下的消声性能仿真研究，以更真实地反映消声器复杂工况下的工作性能。第七章介绍了消声器空气动力性能测试试验和声学性能测试试验方法，采用遗传算法对消声器结构尺寸进行了优化调整，试验验证了仿真研究的可靠性及其优化效果。第八、九章研究了声学单元及其参数变化对消声器声学性能的影响，相关规律和结论为排气噪声控制工作者提供了一定的工程指导。本书可供从事内燃机工程特别是柴油机消声器方面的研发人员、高等院校相关专业师生和环境保护技术研究人员参考。

教授，博士，研究生导师，中国内燃机学会第八届理事会内燃动力智能技术分会会员，湖南省工程热物理学会理事。主持湖南省自然科学基金项目1项、省科技厅科技计划项目1项、省教育厅科研项目6项、省经信委百项重点专利转化项目1项及企业委托项目5项，参与重量、省部级及市厅级项目等7项，出版专著1部，发表高水平学术论文近30篇，其中，以第一作者发表SCI、EI论文16篇，获授权专利36项，其中，以第一发明人获发明专利11项，获得2018年度湖南省科学技术进步奖三等奖（第1完成人）、第二届邵阳市青年科技奖等各1项。

第1章绪论1
1.1研究背景与意义1
1.1.1柴油机排放中微粒的影响2
1.1.2柴油机排放噪声的影响2
1.2排气消声器研究现状3
1.2.1阻性消声器4
1.2.2抗性消声器4
1.2.3阻抗复合式消声器5
1.2.4空气动力学方面的研究进展7
1.2.5声学理论方面的研究进展8
1.2.6多场性能方面的研究进展9
1.2.7传递矩阵方法的研究现状10
1.3排气净化消声器性能研究现状15
1.3.1微粒净化方面的研究进展15
1.3.2消声降噪方面的研究进展16
1.3.3多场耦合方面的研究进展17
1.3.4传递损失方面的研究现状18
1.4项目来源及主要研究内容20
1.4.1项目来源20
1.4.2本书主要的研究内容20
本章参考文献24
第2章消声器的分类及性能评价指标41
2.1消声器的分类41
2.1.1阻性消声器41
2.1.2抗性消声器42
2.1.3阻抗复合式消声器42
2.1.4扩张式消声器43
2.1.5共振式消声器44
2.1.6电子消声器45
2.2消声器性能评价指标46
2.2.1声学性能46
2.2.2空气动力学性能48
2.2.3其他性能49
2.3本章小结50
本章参考文献52
中小型柴油机排气消声器设计及声学性能研究第3章消声器流场及基础声学理论53
3.1流体力学理论基础53
3.1.1流体力学基本概念53
3.1.2一维平面波声学概念55
3.1.3基本控制方程65
3.1.4湍流模型67
3.1.5有限体积法68
3.2声学特性基本理论69
3.2.1声学基本概念69
3.2.2声学基本方程70
3.2.3声波控制方程71
3.3多孔介质理论74
3.3.1渗透能力74
3.3.2吸声属性74
3.3.3多孔吸声材料的作用原理75
3.3.4多孔吸声材料的声学理论模型75
3.4本章小结78
本章参考文献79
第4章净化消声器设计理论及特点81
4.1净化消声器设计理论81
4.2净化消声器设计的特点及结构参数设计82
4.2.1消声器设计的特点82
4.2.2柴油机噪声频谱分析83
4.2.3结构参数设计84
4.3净化吸声材料的选择和设置86
4.3.1吸声材料分类及特征参数86
4.3.2净化材料设置89
4.4净化消声器的方案设计89
4.4.1圆形消声器89
4.4.2方形消声器90
4.5本章小结93
本章参考文献93
第5章消声器流场及声学特性仿真分析95
5.1相关软件介绍95
5.1.1Fluent简介95
5.1.2LMS Virtual. Lab简介95
5.1.3CFD精度问题讨论95
5.2流场仿真试验及其特性分析96
5.2.1模型概述96
5.2.2网格划分96
5.2.3边界条件97
5.2.4流场分析98
5.3声学特性分析100
5.3.1边界条件定义100
5.3.2声压级幅值计算101
5.3.3传递损失分析105
5.4本章小结106
……