随着柴油机的广泛应用,对微粒捕集器的需求也日益增加。微粒捕集器不仅能够降低发动机排气中的碳烟含量,而且由于其多孔介质特性,因此还具有一定的消声能力。目前,对微粒捕集器声学特性的研究还比较少,因此,采用一种可靠的方法,研究声波在微粒捕集器中的传播规律,对微粒捕集器的声学特性进行仿真预测,具有十分重要的现实意义。本文首先对声学计算的基本理论进行简单介绍,推导了一维声波方程和三维声波方程的表达式,分析了声学计算中三种常用方法,对传递矩阵法和电-声类比方法在声学计算中的应用进行了详细介绍。其次,以Virtual Lab为主要工具,将一维传递矩阵法和声学有限元法相结合,计算微粒捕集器的声压分布、传递损失和插入损失。通过Virtual Lab计算出简化的微粒捕集器模型的进出口声压,计算得到微粒捕集器的传递矩阵。根据微粒捕集器的传递损失计算公式计算出微粒捕集器的传递损失,根据所建立的插入损失计算模型计算出微粒捕集器的插入损失。计算结果表明:微粒捕集器的传递损失呈明显的波峰波谷状态,在频率为560Hz时传递损失具有最小值-1.8dB,说明此时微粒捕集器对排气系统的噪声起到了增强的作用,当频率为3000Hz时,传递损失达到最大为18.7dB。随着频率的升高,传递损失的波峰与波谷值都逐渐升高,说明微粒捕集器对中高频噪声具有比较好的消声效果。原机微粒捕集器的插入损失整体分布在10dB-35dB之间,并且随频率升高而逐渐增大,印证了传递损失的计算结果。将仿真得到的传递损失计算结果与实验数据相比对,验证了仿真模型的可靠性。最后,根据所建微粒捕集器声学模型,分析结构参数改变对捕集器声学特性的影响,并对原微粒捕集器进行优化设计。主要改变包括孔道形状、过滤体孔隙率、孔道边长、过滤层厚度、过滤体长径比。计算结果表明:采用进八出方和方形不对称孔道、增大孔隙率、减小孔道边长、增大过滤层厚度、提高过滤体长径比都能够提高微粒捕集器的消声能力。设计优化方案是捕集器孔道形状为方形不对称、长径比增至1.2,计算结果表明,优化方案相比原机微粒捕集器传递损失提高了约2-3dB,插入损失整体提高了约6-7dB,最高值达到39dB。