噪音污染是世界四大污染之一,环境中的噪音对人类的生理和心理都会造成伤害。随着全球汽车保有量的上升,汽车的排气噪音成为了环境中的主要噪音源。如何在有限的安装空间内设计结构简单,消声性能优异的汽车消声器以减少排气噪音成为了研究者和技术人员亟待解决的问题。抗性消声器通过内部截面的突变或旁接共振腔的方式衰减声波的能量,具有结构简单,低成本的特点,被广泛运用于汽车的排气系统中。本文基于一种新型涡节管的结构特点,首次建立了在光滑的抗性消声单元上加工涡节的涡节消声单元几何模型,使用数值模拟方法对其声学特性和空气动力特性进行研究。首先通过与光滑消声单元对比验证了涡节结构具有强化消声的效果,进一步研究了消声性能和相关机理。结果表明涡节结构能够有效地提高上限截止频率,加强高频传递损失的峰值。在此基础上,系统地分析研究了涡节穿孔管结构参数对涡节消声单元声学特性的变化规律。针对涡节膨胀腔和光滑穿孔管组成的消声单元,分析了涡节结构的几何参数涡节旋转角α,涡节间距s,涡节深度h和涡节宽度w的变化对消声单元的消声特性的影响,发现涡节旋转角α和涡节深度h是影响消声特性的主要结构参数。得到了各种几何参数适合的取值范围。进一步提出用深涡节结构连接不同消声单元的串联方式。相比传统的隔板串联方式,提高了2200~2600Hz的消声性能,但降低了1200~1800Hz的传递损失,适用于需要消除高频噪音的情况。最后,提出将涡节消声单元与同样结构参数的光滑消声单元的压力损失之比作为评价指标,研究了在不同入口流速下涡节消声单元的压力损失比随着涡节旋转角α和涡节深度h的变化规律,得到了空气动力性能最好的参数组合:α=60°,h=24mm。涡节结构能够有效地改善中高频消声性能,并且能在一定参数范围下减少压力损失,降低能耗。涡节抗性消声器作为一种新型汽车消声器,本论文的研究将为其设计和应用提供理论参考。