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內(nèi)容簡介

　　本書以降低中小型柴油機(jī)排氣噪聲、環(huán)境污染為目的，結(jié)合理論與實(shí)驗(yàn)，對柴油機(jī)排氣消聲器的設(shè)計(jì)及其聲學(xué)性能進(jìn)行了深入的研究。前三章闡述了柴油機(jī)消聲器的研究背景、意義及其研究現(xiàn)狀，介紹了性能評價(jià)指標(biāo)和消聲器的流場及聲學(xué)研究理論基礎(chǔ)，相關(guān)從業(yè)人員在本書中能獲得噪聲控制的相關(guān)基礎(chǔ)知識。第四章闡述了消聲器的設(shè)計(jì)理論及特點(diǎn)，提出了集凈化、消聲于一體的凈化消聲器方案，討論了凈化材料的選取問題。第五、六章介紹了消聲器流場及聲場仿真建模、求解及分析等具體步驟，并開展了多物理場耦合狀態(tài)下的消聲性能仿真研究，以更真實(shí)地反映消聲器復(fù)雜工況下的工作性能。第七章介紹了消聲器空氣動(dòng)力性能測試試驗(yàn)和聲學(xué)性能測試試驗(yàn)方法，采用遺傳算法對消聲器結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行了優(yōu)化調(diào)整，試驗(yàn)驗(yàn)證了仿真研究的可靠性及其優(yōu)化效果。第八、九章研究了聲學(xué)單元及其參數(shù)變化對消聲器聲學(xué)性能的影響，相關(guān)規(guī)律和結(jié)論為排氣噪聲控制工作者提供了一定的工程指導(dǎo)。本書可供從事內(nèi)燃機(jī)工程特別是柴油機(jī)消聲器方面的研發(fā)人員、高等院校相關(guān)專業(yè)師生和環(huán)境保護(hù)技術(shù)研究人員參考。

作者簡介

　　教授，博士，研究生導(dǎo)師，中國內(nèi)燃機(jī)學(xué)會(huì)第八屆理事會(huì)內(nèi)燃動(dòng)力智能技術(shù)分會(huì)會(huì)員，湖南省工程熱物理學(xué)會(huì)理事。主持湖南省自然科學(xué)基金項(xiàng)目1項(xiàng)、省科技廳科技計(jì)劃項(xiàng)目1項(xiàng)、省教育廳科研項(xiàng)目6項(xiàng)、省經(jīng)信委百項(xiàng)重點(diǎn)專利轉(zhuǎn)化項(xiàng)目1項(xiàng)及企業(yè)委托項(xiàng)目5項(xiàng)，參與*、省部級及市廳級項(xiàng)目等7項(xiàng)，出版專著1部，發(fā)表高水平學(xué)術(shù)論文近30篇，其中，以作者發(fā)表SCI、EI論文16篇，獲授權(quán)專利36項(xiàng)，其中，以發(fā)明人獲發(fā)明專利11項(xiàng)，獲得2018年度湖南省科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)三等獎(jiǎng)（第1完成人）、第二屆邵陽市青年科技獎(jiǎng)等各1項(xiàng)。

圖書目錄

第1章緒論1
1.1研究背景與意義1
1.1.1柴油機(jī)排放中微粒的影響2
1.1.2柴油機(jī)排放噪聲的影響2
1.2排氣消聲器研究現(xiàn)狀3
1.2.1阻性消聲器4
1.2.2抗性消聲器4
1.2.3阻抗復(fù)合式消聲器5
1.2.4空氣動(dòng)力學(xué)方面的研究進(jìn)展7
1.2.5聲學(xué)理論方面的研究進(jìn)展8
1.2.6多場性能方面的研究進(jìn)展9
1.2.7傳遞矩陣方法的研究現(xiàn)狀10
1.3排氣凈化消聲器性能研究現(xiàn)狀15
1.3.1微粒凈化方面的研究進(jìn)展15
1.3.2消聲降噪方面的研究進(jìn)展16
1.3.3多場耦合方面的研究進(jìn)展17
1.3.4傳遞損失方面的研究現(xiàn)狀18
1.4項(xiàng)目來源及主要研究內(nèi)容20
1.4.1項(xiàng)目來源20
1.4.2本書主要的研究內(nèi)容20
本章參考文獻(xiàn)24
第2章消聲器的分類及性能評價(jià)指標(biāo)41
2.1消聲器的分類41
2.1.1阻性消聲器41
2.1.2抗性消聲器42
2.1.3阻抗復(fù)合式消聲器42
2.1.4擴(kuò)張式消聲器43
2.1.5共振式消聲器44
2.1.6電子消聲器45
2.2消聲器性能評價(jià)指標(biāo)46
2.2.1聲學(xué)性能46
2.2.2空氣動(dòng)力學(xué)性能48
2.2.3其他性能49
2.3本章小結(jié)50
本章參考文獻(xiàn)52
中小型柴油機(jī)排氣消聲器設(shè)計(jì)及聲學(xué)性能研究第3章消聲器流場及基礎(chǔ)聲學(xué)理論53
3.1流體力學(xué)理論基礎(chǔ)53
3.1.1流體力學(xué)基本概念53
3.1.2一維平面波聲學(xué)概念55
3.1.3基本控制方程65
3.1.4湍流模型67
3.1.5有限體積法68
3.2聲學(xué)特性基本理論69
3.2.1聲學(xué)基本概念69
3.2.2聲學(xué)基本方程70
3.2.3聲波控制方程71
3.3多孔介質(zhì)理論74
3.3.1滲透能力74
3.3.2吸聲屬性74
3.3.3多孔吸聲材料的作用原理75
3.3.4多孔吸聲材料的聲學(xué)理論模型75
3.4本章小結(jié)78
本章參考文獻(xiàn)79
第4章凈化消聲器設(shè)計(jì)理論及特點(diǎn)81
4.1凈化消聲器設(shè)計(jì)理論81
4.2凈化消聲器設(shè)計(jì)的特點(diǎn)及結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)82
4.2.1消聲器設(shè)計(jì)的特點(diǎn)82
4.2.2柴油機(jī)噪聲頻譜分析83
4.2.3結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)84
4.3凈化吸聲材料的選擇和設(shè)置86
4.3.1吸聲材料分類及特征參數(shù)86
4.3.2凈化材料設(shè)置89
4.4凈化消聲器的方案設(shè)計(jì)89
4.4.1圓形消聲器89
4.4.2方形消聲器90
4.5本章小結(jié)93
本章參考文獻(xiàn)93
第5章消聲器流場及聲學(xué)特性仿真分析95
5.1相關(guān)軟件介紹95
5.1.1Fluent簡介95
5.1.2LMS Virtual. Lab簡介95
5.1.3CFD精度問題討論95
5.2流場仿真試驗(yàn)及其特性分析96
5.2.1模型概述96
5.2.2網(wǎng)格劃分96
5.2.3邊界條件97
5.2.4流場分析98
5.3聲學(xué)特性分析100
5.3.1邊界條件定義100
5.3.2聲壓級幅值計(jì)算101
5.3.3傳遞損失分析105
5.4本章小結(jié)106
本章參考文獻(xiàn)106
第6章消聲器多物理場耦合仿真分析107
6.1消聲器熱聲耦合影響特性研究107
6.2消聲器流聲耦合影響特性研究109
6.3消聲器熱流聲耦合影響特性研究111
6.4消聲器聲振耦合影響特性研究112
6.5本章小結(jié)115
本章參考文獻(xiàn)116
第7章消聲器結(jié)構(gòu)優(yōu)化及試驗(yàn)研究117
7.1基于遺傳算法的消聲器結(jié)構(gòu)優(yōu)化117
7.1.1遺傳算法的基本理論117
7.1.2消聲器優(yōu)化目標(biāo)與優(yōu)化條件121
7.1.3排氣消聲器參數(shù)優(yōu)化123
7.2試驗(yàn)?zāi)康募耙饬x125
7.3試驗(yàn)原理125
7.4試驗(yàn)臺架系統(tǒng)設(shè)計(jì)125
7.4.1發(fā)動(dòng)機(jī)測控系統(tǒng)125
7.4.2數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)127
7.4.3試驗(yàn)臺架系統(tǒng)128
7.5試驗(yàn)數(shù)據(jù)采集及結(jié)果分析129
7.5.1頻譜分析132
7.5.2聲壓分析134
7.5.3耗油率分析135
7.6本章小結(jié)135
本章參考文獻(xiàn)136
第8章消聲器聲學(xué)單元影響規(guī)律研究137
8.1消聲器入口端對聲學(xué)性能的影響137
8.2腔室形狀影響規(guī)律研究145
8.3凈化材料布置影響規(guī)律研究146
8.3.1不同厚度凈化材料的影響規(guī)律146
8.3.2凈化材料布置方式的影響規(guī)律147
8.4穿孔隔板影響規(guī)律研究149
8.4.1有無穿孔隔板的影響149
8.4.2穿孔隔板穿孔數(shù)的影響150
8.5本章小結(jié)151
第9章消聲器結(jié)構(gòu)參數(shù)影響規(guī)律研究152
9.1孔密度影響規(guī)律研究152
9.1.1不同孔密度方案設(shè)計(jì)152
9.1.2不同孔密度方案下流場特性分析153
9.1.3不同孔密度方案下傳遞損失分析155
9.2長短軸之比影響規(guī)律研究156
9.2.1不同長短軸之比方案設(shè)計(jì)156
9.2.2不同長短軸之比方案下流場特性分析157
9.2.3不同長短軸之比方案下傳遞損失分析159
9.3長徑比影響規(guī)律研究160
9.3.1不同長徑比方案設(shè)計(jì)160
9.3.2不同長徑比方案下流場特性分析161
9.3.3不同長徑比方案下傳遞損失分析163
9.4本章小結(jié)163
第10章總結(jié)與展望165
10.1總結(jié)165
10.2有待進(jìn)一步研究的問題167