发动机进气系统消声量试验与仿真分析

单位厚度材料中的压力差与气流线速度之比，单位为Pa.s/m2

（2）孔隙率它是穿透材料内部自由空间孔隙的体积与材料总体积的比值来确定，一般在70%以上，多数达90%。

（3）结构因子它是在理论上处理材料间隙的杂乱排列而对毛细管沿厚度方向排列的模型所作的一项修正，一般在2～10之间。材料结构的改变会导致这些参数的变化，从而改变材料的吸声特性。

声学有限元仿真分析，设置模型入口为单位速度激励，出口为无反射阻抗，并设置空气滤清器滤芯为多孔材料。仿真分析时设置滤芯流阻率为5000Pa.s/m2，孔隙率97%，结构因子2.5。仿真分析结果如图5所示。

由仿真分析结果，进气系统A、B在500～800Hz频率范围内消声量有一定差别，这与试验结果在570～750Hz频率范围内，进气系统B的消声量总体高于A的结论是相似的;在330Hz附近，进气系统A的消声量略高于进气系统B，但相比试验中的差异较小;其他在试验中有区别的频率段未在仿真中有明显表现。

4.2   仿真与试验结果对比

如图6所示，根据试验和仿真结果，分别对进气系统A和进气系统B的近场消声量结果进行对比。

由图6中可以看出，在1500Hz频率范围内，有限元法仿真计算结果与试验结果的各峰值频率比较吻合，但部分频率的幅值有差异;在高于此频率段，各峰值频率有一定偏移，很难吻合。分析差异原因，主要有以下几个方面：

（1）试验声源为白噪声，仿真设置为单位速度激励，但消声量的计算与声源的阻抗是有关系的;

（2）试验的数据采集步长为2Hz，仿真计算取10Hz，故一些频谱特性未能采集到;

（3）仿真对滤芯的描述与实际有差异，滤芯的多孔介质参数在不同频率段应是不同的。

5    结论

本文对某非增压发动机的进气系统变更前后的消声量进行试验，并采用声学有限元法对其进行仿真分析，结果表明两套进气系统的消声量水平总体相当;仿真可以反映出一些频率段的差异，且与试验结果是相似的;在中低频率段（1500Hz内），仿真与试验的峰值频率对应较好。对滤芯的声学特性参数可以进行进一步的研究，以得到更精确的分析结果。

参考文献：

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