基于Virtual.Lab抗式消音器聲學特性的仿真研究

吳永輝，姚同林

（1. 上海大隆機器廠有限公司，上海 200431； 2. 中國船舶重工集團公司第七一一研究所，上海 201108）

排氣消音器作為螺桿壓縮機的一個重要輔助設備，是降低排氣噪聲最簡單、最有效的方法，通常主要以其空氣動力性能和聲學性能作為評價指標。空氣動力性能反映了消音器內部復雜結構對氣體流動阻力的影響；聲學性能則是指消音器對排氣噪聲的消聲量大小的影響，由于螺桿壓縮機的特殊性，一般以基頻及倍頻上的消聲量為指標。為了能夠設計出高性能的消音器，有必要對消音器內部流場和聲場進行詳細的研究。

在初始設計消聲器時，通常用理論公式及結構阻力系數計算流動阻力損失，但往往誤差較大。目前，以有限體積法（FVM）為基礎的商業軟件Fluent 在流場開發計算方面的應用已經非常成熟。本文采用計算流體力學方法來模擬計算消聲器的內部流場，可以獲得較高的精度。并將結果用于下一步的聲場計算中。

壓縮機排氣消音器內部結構要比一般消音器復雜，包括擴張腔、多孔插入管、支撐板、封頭等，聲場理論計算十分困難；當頻率較高時，會產生高次諧波，傳遞矩陣法（限于平面波）已不再適用。而采用三維數值方法可以更好的對消音器的聲學性能進行仿真計算。常用傳遞損失和插入損失作為評價消聲器聲學性能的指標。1971 年，Young 首先提出了用有限元法對簡單擴張腔式消聲器進行分析[1]。近40年來，在不斷改進中，有限元法在消聲器聲場分析方面的準確性得到了廣泛認可[2-3]。……