Page 79 - 《应用声学》2020年第5期

第 39 卷 第 5 期 杨亮等： 等截面消声管道传递损失计算的简化方法 721

限元方法计算得到，管道传递损失计算结果如图 9 第一个算例为一个片式消声器，结构截面如
所示，除了极高频附近频段，仿真预测结果与实验 图 10 所示，结构尺寸为 a = 0.1 m，b = 0.1 m，管道
值 [9] 在宽频范围内吻合较好。 长度为 1.8 m，穿孔率 27%，穿孔孔径 3 mm，吸声材
料流阻率为 1881 Rayl/m，穿孔阻抗以及吸声材料
20
͌ᄾፇ౧ 特征参数公式与文献 [9] 一致。管道内流速马赫数
ࠄᰎፇ౧
为 0.022。仿真结果与实验值 [13] 对比如图 11 所示，
15 在极高频处预测结果存在一些偏差，但总体来说二
͜᤬૯ܿ/dB 10 者的趋势整体吻合较好，说明了本文仿真方法的正

5 确性。
a b a b a
0
10 1 10 2 10 3 10 4
ᮠဋ/Hz

图 7 Bar 消声器 b 传递损失对比
Fig. 7 TL comparison of bar silencer “b”

t
R
图 10 片式消声管道截面形式
Fig. 10 Cross-section of a splitter silencer
r
60
͌ᄾፇ౧
50 ࠄᰎፇ౧
͜᤬૯ܿ/dB 40
图 8 圆形 Bar 消声管道截面
30
Fig. 8 Cross-section of round Bar silencing duct

40 20
͌ᄾፇ౧ 10
35
ࠄᰎፇ౧
30 0
10 1 10 2 ᮠဋ/Hz 10 3 10 4
͜᤬૯ܿ/dB 20 图 11 有流情况下方形片式消声管道传递损失与实
25
15
10 验值对比
Fig. 11 TL comparison of square splitter silencer
5
with uniform flow
0
10 1 10 2 10 3 10 4 第二个算例为一个 Bar 消声器，Bar 尺寸为
ᮠဋ/Hz
0.4 m × 0.4 m，外壳尺寸为 0.6 m × 0.6 m，气流
图 9 圆形消声管道传递损失与实验值对比
速度 40 m/s，管道长度为 2 m，吸声材料流阻率为
Fig. 9 TL comparison of round Bar silencing duct
31500 Rayl/m，穿孔率 33%，穿孔孔径 5 mm。仿真
2.3 均匀流情况消声管道的声学性能 结果与文献 [11] 中实验值对比如图 12所示，仿真结
消声管道作为介质传输的路径，介质存在流动 果较好地描述了消声管道的声学性能，进一步说明
速度，流速对管道的声学性能具有一定的影响，本节 了计算方法的正确性。由于简化方法将三维数值
考虑两个均匀流情况下的消声管道传递损失计算， 计算转化为二维数值计算，将极大程度地提高计算
说明方法在这种情况下的适用性。 效率。