消聲器
關注創建者：劉帥 創建時間：2015-12-12
消聲器的視頻教程
課代表——兩種消聲器流場建模仿真
1 外插式消聲器建模GAMBIT 2 外插式消聲器仿真FLUENT 3 內插式消聲器建模GAMBIT 4 內插式消聲器仿真FLUENT
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GT-power進排氣噪聲仿真
1、消聲器聲學理論，夯實你的理論基礎，了解消聲器調音在整車NVH中的位置。 2、掌握使用GT-power軟件的基礎操作及排氣噪聲仿真的設置流程，可使零基礎者快速掌握軟件操作流程。 3、掌握應用GT-power軟件快速對已有消聲器結構進行建模，并在此基礎上設計新的方案，快速有效的對比方案有效性。
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消聲器的實例教程
近年來，歐盟對道路車輛實行了更嚴格的噪聲排放限制，在這些限制條件下，消聲器設計人員必須創造更高效的方式來開發和評估所設計的消聲器的性能。本文分享了一種在消聲器設計中預測外部噪聲產生情況的新方法來實現這個目標。
基于之前的消聲器模型進行建模
一篇以往的文章通過列舉在 COMSOL Multiphysics? 軟件中使用汽車消聲器幾何結構的例子，說明了在純聲學模型中包含結構效應的影響，其中建立了純壓力聲學消聲器模型和多物理場模型，比較了對兩個模型的傳輸損耗預測值的影響。
圖 1. 消聲器模型包含在聲學域中，其周圍是完美匹配層。
我們擴展了消聲器模型的聲-結構耦合，來評估消聲器向周圍環境的聲泄漏。為了便于評估，我們添加了一個半徑為 0.35 m、長度為 1.4 m 的圓柱形聲學域，該聲學域環繞消聲器，域的中心位于消聲器的中心（如圖 1 所示）。厚度為 50 mm 的外部域層能夠定義完美匹配層（perfectly matched layer，簡稱 PML），該完美匹配層代表非反射條件。
在 COMSOL Multiphysics? 中模擬消聲器設計
消聲器幾何結構保留上一個研究的幾何結構外觀，材料屬性和應用于消聲器幾何結構的邊界條件也保持不變。因此，穿過聲學域的消聲器的拉伸入口和出口管截面的表面被模擬為硬聲場邊界，如下圖所示。在管的兩端應用平面波輻射邊界條件，在消聲器的入口面應用 1 Pa 入射平面波。有關示意圖，請參見圖 2。
圖 2. 顯示所應用邊界條件的消聲器模型。
聲學域采用 20°C 環境溫度下的空氣的聲學特性進行建模。這些特性與消聲器內空氣的聲學特性一致。
平面波輻射條件引入了對所有輸出壓力波的人工阻尼（將反射最小化），因此復制了一個無界或“無限”的管。
展開 消聲器可以說是所有噪控產品中應用最為廣泛、產品型號、結構樣式最多的一種了。它主要用于治理空氣動力性噪聲，通常會安裝設備的進、出風口上，使氣流能夠順利通過，又能有效地阻止噪聲的傳播的一種裝置。對消聲器來說，它只能降低噪聲源設備在風口或沿管道傳播的噪聲，而不能降低噪聲源設備自身的噪聲量。
從消聲原理、外形結構可以分為：阻性消聲器、抗性消聲器、阻抗復合消聲器、微穿孔板消聲器、擴散式消聲器、有源消聲器等等；從消聲器治理對象來分有：空壓機消聲器、內燃機消聲器、鑿巖機消聲器、軸流風機消聲器、混流風機消聲器、羅茨風機消聲器、空調風機消聲器、鍋爐消聲器等等。
消聲器的結構形式太多，每種消聲器都會有它的吸聲特性，如阻性消聲器對中、高頻范圍內有較好效果，抗性消聲器對低、中頻有良好的效果等等。一般我們應用最多的是阻性消聲器。
阻性消聲器根據它的內膽、和結構外形的不同，一般分為直管式、片式、折板式、蜂窩式、聲流式、迷宮式和彎頭式。阻性消聲器是利用聲波在多孔而且串通的吸聲材料中，因摩擦和粘滯阻力，將聲能轉化為熱能耗散掉，從而達到消聲的目的。它是所有消聲器中應用最為廣泛的一類消聲器，一般我們在空調通風系統中就是采用的阻性消聲器。
其它的消聲器，例如抗性消聲器，它與阻性消聲器不同，它不能直接吸收聲能，而是利用管道上突變的界面或旁接共振腔，使沿管道傳播的某些頻率聲波，在突變的界面處發生反射、干涉等現象，從而達到消聲的目的。其它一些消聲器結構，如目前各家公司都在開發的微穿孔消聲器、還有阻抗復合式消聲器等等。
這些消聲器雖然結構不徑相同，消聲原理也不同，但在制作上一般都是采用鍍鋅鋼板、鋁板和玻璃棉等材料。板材料的厚度在0.5-1.5的厚度不等，玻璃棉的容重多為32K、48K不等。
消聲器根據自身型號、長度、制作工藝、聲源設備、安裝位置等等因素的不同，其消聲量差別很大。
展開 基于comsol的微孔吸聲棉消聲器分析 ￥2800
<strong>二、微穿孔板理論在抗噴阻消聲器設計中的應用</strong>利用微穿孔板聲學結構設計制造的消聲器種類很多，主要型為抗噴阻型消聲器。該型式消聲器是用不銹鋼穿孔薄板制成，因該九臺消聲器是用于石化單位，空氣腐蝕性比較大，故穿孔板后的空氣層內填裝的吸聲材料為耐腐蝕金屬軟絲布。利用吸聲材料的阻性吸聲原理，進一步達到降噪消聲的作用，其吸聲系數高，吸收頻帶寬，壓力損失小，氣流再生噪聲低，且易于控制。為獲得寬頻帶高吸收效果，一般用三級微穿孔板結構。微穿孔板與外殼體之間以及微穿板之間的空腔尺寸大小按需要吸收的頻帶不同而異，低頻腔大（150～200mm）,中頻小些(80～120mm），高頻更小些（30～50mm），雙層結構的前腔深度一般應小于后腔，前后腔深度之比不大于1：3，前部接近氣流的一層微穿孔板穿孔率應高于后層，為減小軸向聲傳播的影響，可在微穿孔板消聲器的空腔內每隔500mm左右加一塊橫向隔板。試驗證明，微穿孔板消聲器不論是低頻、<a href="https://baike.baidu.com/item/%E4%B8%AD%E9%A2%91" rel="noopener noreferrer" target="_blank">中頻</a>、高頻消聲性能實測值比理論估算值要好。且消聲量與流速有關，與消聲器<a href="https://baike.baidu.com/item/%E6%B8%A9%E5%8D%87" rel="noopener noreferrer" target="_blank">溫升</a>無關，當流速達到70米/秒時，一般其它型式消聲器已無法解決噪聲問題，而微孔型消聲器可承受70m/s氣流速度的沖擊，仍有15dBA以上的消聲器。這也是微孔消聲器優于一般消聲器一個重要特點。</p><p><br></p><p>本模型采用吸聲填充耐溫泡棉配合微孔板。
展開 本文目錄
一：概述
二：傳遞損失計算方式
三：結果展示
四：分析步驟
4.1 啟動workbench，建立諧響應分析
......
4.7 后處理（重點）
五：源文件APDL
一：概述
傳遞損失TL是消聲器性能評價的重要指標。對于抗性消聲器，可以使用有限元法進行傳遞損失仿真。本文基于Workbench諧響應分析模塊，對某款壓縮機消聲器進行傳遞損失分析。
二：傳遞損失計算方式
仿真得出消聲器進出口節點的相關結果后，傳遞損失可以用以下公式計算
三：結果展示
本文使用workbench諧響應分析模塊進行消聲器傳遞損失的仿真。某些功能沒有界面操作，必須使用APDL實現，最終得出消聲器的傳遞損失TL曲線，如下圖所示。
四：分析步驟
4.1 啟動workbench，建立諧響應分析。
4.2 幾何處理，獲得消聲器的空腔。
4.3 定義單元、材料與劃分網格，有四點需要注意。
01 材料參數可以通過查表得出。本文所用材料。
02 FLUID30單元和材料參數，都需要使用APDL插入，如圖
03 本次分析，使用FLUID30單元，該單元為低階單元，所以網格不保留中間節點。
04 在聲學仿真中，對單元尺寸的要求是，小于最小波長的六分之一。
最終網格如圖所示：
4.4 為了方便加載和后處理，需要建立幾個Named Selection。
進口面：
出口面：
最終建立了四個Named Selection：
4.5 邊界條件設置。必須使用APDL進行定義。
展開 這一課將使用AML方法計算一消聲器的傳聲損失，使用AML屬性定義在管道的出口端不僅可以實現無反射邊界條件的定義，還能夠利用AML屬性進行管口輻射噪聲分析，同時還能使用LMS Virtual.Lab 11中最新的利用AML屬性自動計算聲功率的方法，在Virtual.Lab中直接一鍵獲得正確的傳聲損失曲線。在本視頻教程中還講解了管道聲模態的定義，對于消聲器來說，通常入口和出口管都較小，聲波只能以平面波的方式進行傳播（PS:在LMS Virtual.Lab中，（0，1）階管道聲模態即為平面波），所以在入口定義（0，1）階管道聲模態之后，就能夠得出正確的傳聲損失曲線；如果管口較大（例如通風管道、艦船類消聲器，通常管徑都大于了最高頻率對應波長的一半），則需要考慮高次波效應，那么入口處就需要定義其它高階次的管道聲模態，這一點希望讀者舉一反三，引起注意。
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根據流量需求選擇合適通徑的比例閥，避免“小閥大用”；
盡量縮短閥與執行器之間的管路長度，減少90°彎頭，采用平滑過渡接頭；
在關鍵位置加裝消聲器或緩沖罐，吸收高頻噪聲能量。
三、調整控制參數，抑制高頻振蕩
比例閥多采用電子控制，若PID參數設置不當，容易引起閥芯高頻抖動，產生刺耳噪音。
實驗段上游采用變速風扇驅動氣流，通過串聯消聲器降低風扇噪聲。待測L形風道放置在消聲室內。在風道內 7 個位置用 1/4 英寸傳感器測量非定常壁面壓力波動。使用 PIV 裝置測量風道內時均流場結構。
不過這種消聲器也有個局限，就是只對特定頻率范圍的噪聲降噪效果好。
哦，還有，你聽過宗次郎的《故鄉的原風景》嗎，這個陶笛發生就是亥姆霍茲共振的原理。本期文章就到這啦，咱們下期見！拜拜
4、 對于進氣消聲器和電子電氣行業用消聲器，可以定制化開發高頻傳遞損失測試系統，最高頻率可達12800Hz以上。
5、 對于大管徑管路，需要測試較高頻率的隔聲消聲器，可以定制多模態分解的傳遞損失測試系統。
6、 可以根據客戶需求定制化開發測試系統，輔助客戶開發進排氣消聲器。
7、 可提供完整的進排氣消聲器設計方案及相關技術咨詢服務。
[7] 楊芳乙，李旭巍，李力克，石國兵，王鵬.通風工程常用消聲器傳遞損失研究[J].重慶建筑，2022,21(04):54-56.
文章來源：內燃機與配件
利用有限元軟件Dynaform對汽車消聲器連結法蘭盤的圓孔翻邊過程進行模擬分析，影響其成形質量的因素主要有凸模圓角半徑、壓邊力、摩擦系數和凸凹模間隙[1]。從理論上建立起成形質量影響因素與試驗結果的對應關系是非常復雜的，準確描述兩者之間關系的數學模型是很難建立的。
汽車上，高溫區域主要有以下幾個區域：
排氣管
排氣歧管
廢氣再循環管或閥
消聲器
催化轉換器
渦輪增壓裝置
溫度這塊，對于線束布置來講，有以下的要求：
線束距離以上高溫區域裝置的最小距離不低于150mm，催化器需要做到300mm以上，并且需使用耐高溫的包扎物。
圖5-6 風機計算域劃分和CFD網格劃分
（3）聲學計算
采用Actran軟件的氣動噪聲計算模塊研究了不同的葉輪參數對旋渦風機氣動噪聲的影響規律；結合多目標遺傳算法優化設計了三腔穿孔管抗性消聲器，成功實現對壓縮機氣動噪聲的降低。
由式（1）可以看出：對于單擴張腔消聲器，其消聲量與消聲器擴張腔有效長度和出入口與擴張腔的面積比有關。因式中存在正弦函數，因此消聲器的傳遞損失曲線為正弦曲線。因此單擴張腔的消聲器無法避免存在傳遞損失為零的通過頻率。
通風和空調調節系統應采用低速、低噪聲風機；風機應安裝減振器，出風口處應安裝消聲器，風機出風口管道和艙室中出風口處管道內應安放吸聲材料；風機與剛性風管連接處改用軟管過渡或采用軟性接頭，以降低固體噪聲的傳播；艙室送風管與空氣分配器之間，應同樣采用軟風管過渡。
2.
