汽车消声器的流场和压力损失分析

第３４卷第１期２０１１年２月

Ｊｏｕｒｎａｌｏｆ

武汉科技大学学报

ＷｕｈａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ

Ｖ０１．３４．Ｎｏ．１

Ｆｅｂ．２０ｌｌ

汽车消声器的流场和压力损失分析

许建民

（厦门理工学院机械工程系，福建厦ｆ１，３６１０２４）

摘要：采用ＣＦＤ软件Ｆｌｕｅｎｔ对两种不同结构形式的双扩张腔消声器的速度场、压力场进行三维稳态流动数值模拟．研究相应的压力损失随入口流速的变化趋势。结果表明，双扩张腔消声器内部流场非常复杂，中间连通管的位置和敷量对消声器内气体的压力损失有很大的影响，双连通管消声器内的压力损失比单连通管的要大。

关键词：ＣＦＤ；消声器；速度场；压力场中图分类号：ＴＨ３１ｌ

文献标志码：Ａ

文章编号：１６７４—３６４４（２０１１）０１—００６９—０４

消声器在降低噪声的同时。会带来排气阻力增加，导致发动机动力性能和经济性下降。因此，研究消声器内气体的流动特性非常重要ｕ屯］。对于结构复杂的消声器，其内部气体流动是三维、非定常的。对汽车消声器进行流动特性分析，能迅速发现消声器设计不合理的局部结构，并为消声器的优化设计提供必要的理论支持Ｄ］。但目前关于消声器内流场变化和气体流速、压力、分布的报

道很少¨Ｊ。

连通管和出口管的长度分别为４０、３０、４０ｍｍ；入口管和出口管的直径均为２０ｍｍ。消声器Ａ和Ｂ之间的区别在于消声器Ａ的中间连通管的直

径为２０ｍｍ，而消声器Ｂ两中间连通管的直径均为１０ｍｍ。

三维ＣＦＤ模拟技术在汽车消声器优化设计中的成功应用，为现代汽车零配件的优化设计开辟新的思路和方向［５］。本文采用ＣＦＤ软件Ｆｌｕ—ｅｎｔ对两种典型结构的消声器内部流场分布进行研究，并就消声器内部的气流速度变化对其压力损失的影响进行分析。

１数学模型及其数值求解

１．Ｉ数学模型

对消声器内部流场进行数学建模，其控制方程和湍流模型参见文献［６］。１ ２数值求解

１ ２ １

Ｆｉ昏１

图ｌ消声器的三维模型图

Ｔｈｒ睁ｄｉｍｅ璐ｉ。舱Ｉ

ｍｏｄｅＩ。ｆｍｕｆｆｌｅｒ

网格划分

以Ｐａｒａｓｏｌｉｄ格式将消声器的三维模型导入ＦＩｕｅｎｔ的前处理软件Ｇａｍｂｉｔ中，对计算区域进行网格划分，共划分为４８００００个网格。

１．２．２

利用三维软件ＵＧ对两种不同结构形式的双腔扩张式消声器内部的流场进行三维建模 结果如图１所示。图１中，消声器Ａ为单连通管消声器，消声器Ｂ为双连通管消声器。这两种消声器的基本尺寸均为：第一扩张腔与第二扩张腔长度

边界条件

计算采用ＳＩＭＰＩ。ＥＣ算法求解控制方程，采用标准ｋ—ｅ湍流模型进行数值模拟。人口边界条

收稿日期：２０ｌＯ一０６—１５

基金项目：厦门市科技计划指导性项目（３５０２２２００９９００ｉ）．

作者简介：许建民（１９８１一）．男，厦门理工学院讲师，硕士．Ｅ—ｍａｉｌ：ｘｕｊｉａｎｍｉｎｌ０２０＠１６３．ｅｏｍ

万方数据