1. 研究目的与意义（文献综述）

随着科技水平快速发展和人们生活水平的不断地提高，汽车作为便捷的交通工具，越来越多地进入寻常百姓人家，在带来便利的同时也存在严重的噪声污染和排气污染。其中噪声污染己经严重的危害到社会和生态环境的发展，尤其对人的身体健康有极大的危害，噪声污染已经成为世界的三大污染之一，与大气污染和水污染一起影响着人类的生存质量，也受到了广大民众的极大关注和重视。据有关统计，城市环境噪声的80%来源于机动车辆，各种机动车辆已成为环境噪声的最大污染源。如何降低汽车噪声对环境的污染已成为一个很重要的课题。发动机排气系统是又汽车最重要的噪声源，因此，排气系统特别是消声器的设计和安装成为了降低汽车噪声的关键。作为降低和控制汽车排气噪声的一种有效途径，消声器在汽车发动机排气系统中得到了广泛的应用。但消声器在降低排气噪声的同时增加了排气阻力，提高了排气背压，从而影响了发动机的动力性和经济性。因此，研制消声量高，功率损失小的排气消声器便成为降低汽车噪声，从而控制环境噪声的主要措施。然而在实际生产制造消声器的过程中，存在着不同的制造工艺缺陷，会对消声器的降噪造成不同的影响，研究这些缺陷对降噪的影响，会对排气消声器的设计及优化提供更多的数据理论支持。

消声器理论覆盖的学科范围非常广泛，包括声学、流体学、振动学、传热学、内燃机构造等的诸多学科领域的知识都有涉及到。消声器的种类很多，根据消声原理的不同，常用的消声器有三大类：阻性消声器、抗性消声器、阻抗复合消声器。

国外在消声器方面的研究开始的比较早，1922年，美国的stewart率先把电子滤波器应用到消声器的研究领域中，使用电子滤波器来滤掉声波，并以此为基础建立了声滤波器理论。1954年，davis等人发表了有关消声器理论研究论文，以一维波动方程为基础，分析了无气体流动条件下的单级和多级扩张腔以及旁支共振式消声器的声学性能。1958年，igarashi等人以四极子参数为基础，忽略流速和温度梯度对声波造成的影响，将整个声波内部的传播简化为等效电路，以此来分析消声器的传递矩阵。1967年，福田基一等充分的总结了前辈们的消音器理论，并对其进行了拓展，著作《噪声控制与消音器设计》一书是作为汽车噪声研究领域的影响后人的巨著;1969年，ffowcs williams和hawkings基于广义函数法把curie的理论延伸到掺有运动的固体对声音的作用，针对运动的固体在流体中声音的产生问题提出了fw-h方程；后来alfredson等人比较了扩张腔消音器的消声量理论预测值与试验值，发现忽略流体流动时两者差别很大，而在考虑流体流动时理论值与试验值却相符;1975年，young和crocher在研究中第一次提出在研宄中应用有限元法进行仿真分析，并且通过仿真计算，得到了较为简单的某扩张式消音器的传递损失值；印度学者m.l.munjal系统的做了关于单元消声传递矩阵的研宄，得到了刚性直管、收缩及扩张截面、穿孔管以及穿孔板和内插管等单元的传递矩阵的计算法则、推广和完善了该理论的实践应用。2001年desantes等学者采用了试验和数值模拟相结合的方法，探讨了包括直管、扩张腔等几类结构的气流再生噪声情况，通过不同的试验方案获得了噪声值与气体流速及消声器内部结构参数的定量关系。2003年，jebasinski等人探讨了带有穿孔管的气流再生噪声，多方面讨论了如穿孔管的长度、穿孔率等结构因素的变化对气流再生噪声的影响状况；日本的takashi yasuda使用gt-power对内燃机排气噪声进行了仿真，也通过试验的方式验证了模型的准确性，同时忽略次要因素，简化了其计算的模型，加快了计算仿真的时间；seybert等分析了轴对称消声器，通过轴对称的技术简化了边界积分，因此缩短了计算时间；hironshi horikawa利用软件仿真了内燃机的动力性能及其噪声，并成功进行的验证了结果。

2. 研究的基本内容与方案

一、基本内容、目标

1. 了解国内外发动机排气噪声仿真的技术手段，并分析其特点；

2. 学习了解发动机排气噪声gt-power仿真软件的工作特性；

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   3. 研究计划与安排

   第1～2周 查阅文献；分析题目研究现状，学习基本理论；

   第3周 阅读文献、撰写开题报告，英文文献翻译；

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   4. 参考文献（12篇以上）

   [1]陈斌. 汽车排气系统的降噪特性理论研究[d].南京航空航天大学,2010.

   [2]刘勇强,左承基,黎幸荣. 发动机排气噪声的仿真预测和实验研究[j]. 中国机械工程,2011,14:1664-1668.

   [3]汪三龙. 基于gt-power的汽车消声器性能仿真及结构优化[d].武汉理工大学,2012.

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