排气消声器仿真分析及结构优化

赵伟丰 朱立锋 石岩

摘 要：针对某车型排气尾管噪声不达标的问题，应用流体动力学仿真分析方法，计算排气消声器内部流场，分析尾管噪声过高是由于消声器内部结构设计不合理产生的气流再生噪声。根据问题真因，进行方案优化，通过对比分析，优化后方案改善明显。同时，为了保证排气系统的声学性能，应用GT-POWER软件搭建单进双出传递损失分析模型，分析优化后方案的消声能力。通过尾管噪声测试，优化方案噪声水平明显降低，并满足目标要求。

关键词：排气消声器；气流再生噪声；模型简化；计算流体力学；声学性能；传递损失；结构优化

中图分类号：U463 文献标识码：A 文章编号：1005-2550（2018）05-0052-06

Abstract： Internal flow field of exhaust muffler was calculated by using the computational fluid dynamics method， internal structureofmufflerwas not reasonable， then flow regenerated noise wasproduced.The muffler structure was optimized based on theproblems， optimized scheme was improved significantly trough the comparison.To ensure the acoustic performance of muffler，transmission loss model of muffler with single-inlet and double-outlet is assembledby usingGT-POWER， the acoustic characteristics of optimized scheme were analyzed.After the optimization， exhaust tailpipe noise was tested， It is found noise is reduced and design target is reached.

Key Words： Exhaust Muffler； Flow Regenerated Noise； Model Simplification； Computational Fluid Dynamic； Acoustic Characteristics； Transmission Loss； Structure Optimization

排气噪声是汽车车内噪声的主要源头之一，保证排气系统的高消声性能和低流动阻力，是消声器设计的关键[1]。以往的消声器设计主要根据设计者的经验和试验，这种方法的针对性差，而且设计周期长、成本耗费大。随着CAE手段的不断进步，三维CFD软件及GT-POWER软件的应用，为消声器结构的优化提供了有力的手段[2]。本文针对排气尾管噪声不达标的问题，进行CFD流体动力学仿真分析，查找问题真因，完成方案优化，并用GT软件评估优化后方案的消声能力，最终通过排气尾管噪声测试，设计的消声器满足目标要求。

1 排气尾管噪声问题分析

某车型进行排气系统开发，在试验车阶段，进行问题排查，针对三档全油门加速工况，进行排气尾管噪声测试，排气口总级和阶次噪声如图1所示，噪声总级在2500r/min以上超出目标值，阶次噪声满足低于总级10dB（A）的目标要求；……