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在排气系统上安装一个性能良好的消声器是汽车排气噪声的主要控制手段。随着汽车发动机排气流速、温度和排气量的升高,对排气消声器的声学性能和空气动力性能的要求也越来越高。在以往的消声器设计中,仅仅研究如何提高消声量或者减小排气背压并未考虑它们两者之间的联系,所以进行排气背压变化对消声器消声性能影响的研究具有重要的应用意义和现实价值。本论文在UG和Hypermesh建模软件的基础上,利用ANSYS CFX平台对简单抗性消声器(扩张式、内插管式、双腔式、穿孔管式和复杂式)进行流场数值模拟分析,获取它们的压力场、速度场的分布情况并分析产生背压的主要因素。探讨了流场网格数据与声学网格之间的数据转移方法,在流场和声场耦合分析理论的基础上,应用LMS Virtual.Lab声学软件探究一系列不同简单结构消声器排气背压变化对其消声性能的影响,获取它们的声压云图、传递损失曲线、消声量曲线,并归纳了排气背压对消声性能的影响规律。最后对某消声器进行了数值分析,发现该消声器的排气背压很大且消声效果差,并提出了改进意见和结构优化方案。研究结果表明:(1)抗性消声器产生排气背压的主要原因是在结构突变处气流的重新分布和腔体内部产生的涡流、回流等引起分子激烈碰撞而引起的能量消耗,气流流速越大排气背压就越大。(2)排气背压对消声器的消声性能有影响,随着排气背压的增加在低频处的消声性能变差,在中、高频率的消声性能得到改善并越往高频越明显。在整个有效计算频率范围内排气背压对不同结构消声器消声性能的影响程度不同,随着排气背压的升高各不同结构消声器对应的排气背压计算值从最低变为最高时(比如圆截面扩张式消声器的背压从2.8kPa到337.6kPa),它们平均消声量增加的幅值分别是:圆截面式为17.4%;椭圆截面式为14.52%;正方形截面式为13.62%;内插偏置式为7%;内插对置式为12.3%;双腔隔板式为8.6%;双腔连管式为7.7%;直通穿孔管式为20.3%;横流穿孔管式为14.6%;HT0100-1型消声器为15.6%。(3)经过对比分析,某汽车消声器改进后的空气动力性能和消声性能都得到了较大的改善。