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随着市场上声学软件和CFD软件越来越成熟化和集成化,消声器的数值仿真能否为实际的设计和优化提供更加真实精准的参考,以及如何减少开发成本和周期问题,是消声器未来研究的重点。本文结合某三缸发动机排气消声器优化设计的实际项目,利用不同软件来对排气消声器的声学性能和空气动力学性能进行仿真并提出优化方案。主要工作内容和创新之处如下:利用一维体积元软件GT-Power和有限元软件Virtual.Lab的声学有限元模块分别对消声器的声学性能进行仿真分析,对比传递损失试验结果对两种声学软件的仿真精度作出评价:Virtual.Lab软件在整个频段与试验值较为接近,仿真精度较高,更加准确地反映消声器的声学性能,而GT-Power软件仿真结果在低频段与试验值较为接近,但是在中高频段捕捉不到传递损失曲线峰值,只与试验值保持相似的变化趋势。从开发成本和工作周期对比两种软件,GT-Power软件仿真效率较高,在消声器设计开发前期具有一定的参考实用价值。采用FLUENT软件对排气消声器进行流场仿真,分析其内部压力、气流流速和湍动能分布情况,分别在FLUENT中设置不同气流流速以及在GT-Power搭建的压力损失计算平台中设置对应气流质量流速,计算绘制出消声器的压力损失曲线。结合压力损失试验对两种软件的仿真精度作出评价:二者的压力损失曲线仿真结果与试验值接近,仿真精度都较为可信。GT-Power软件建模方便,计算压力损失速度较快。FLUENT软件仿真计算过程较为复杂,但是能清晰的呈现消声器内部流场的压力、流速和湍动能的详细情况,有利于后期优化。综上性能分析,提出亥姆霍兹共振腔结构、回流式结构及阻抗复合型结构等参数设计的前后端消声器优化方案,并利用GT-Power软件对各方案进行尾管噪声仿真以及尾管噪声试验验证,结果表明:GT-Power仿真结果与测试结果较为一致,能够区别改进方案的优劣性,很大程度上缩短了设计周期,减小了开发成本,具有参考价值。结合背压试验测试结果,部分优化方案达到了预期改进目标。