1.导言
在轿车排气消声器规划或改善进程中,敏捷的猜测方针消声器的传声丢失(Sound Transmission Loss),能够为进一步的剖析规划供给牢靠的依据、辅导,因而对进步消声器规划水平具有重要的含义。现在常用的消声器的声学功用剖析手法主要有一维声传递矩阵法[1, 2]、三维有限元法[3, 4]、三维鸿沟元法[5, 6]和一维有限体积法[7, 8]等。因为一维声传递矩阵法因为剖析精度欠安,且数学推导较为杂乱,现在运用较少。有限元和鸿沟元法与现有一维有限体积法剖析软件(例如Gamma Technology GT-Power,Ricardo Wave 等)比较,虽然在剖析精度方面有优势,但因为有限元或鸿沟元法需求三维CAD 建模、区分有限元/鸿沟元网格、设置剖析鸿沟条件、提取计算结果等繁琐进程,不光操作不便利、并且剖析时刻过长,因而没有在企业开发消声器进程中得到很多运用。
因而开发一套具有快速参数化建模、主动网格区分、主动设置鸿沟条件、主动提取计算结果等功用的主动化、高功率的依据有限元或鸿沟元的消声器规划剖析体系,关于进步企业、研究机构在消声器声学剖析上的功率和正确性,具有极大的含义。
本文针对现有剖析进程的缺乏,并结合消声器的特色和企业实践需求,依据LMS Virtual.Lab(版别9a)的有限元剖析功用,开发出主动化、高效的消声器规划剖析体系,并将该体系运用于消声器开发和改善中,取得了较好的作用。
2. 要害技能研究
2.1 消声器快速参数化建模技能
消声器的内部结构杂乱,既有由隔板切割的各个腔体,又有各种穿孔和管道。现在的办法是运用三维CAD 软件(如UG、CATIA 等)进行建模然后树立剖析方针,而跟着剖析的深化,需求常常调整模型的结构和各种参数。这样不光费时吃力,且简单呈现规划过错乃至干与。因而需求依据消声器模型的特色,将消声器进行笼统,并运用3D 可视化技能完结消声器的快速建模。
本文将消声器笼统为腔体截面、腔体、隔板、直管、弯管、穿孔(板)、穿孔(管)、吸声材料等部件,进一步界说这些部件的各项特点,便可将消声器笼统为如图 1 所示的笼统模型。
图1 消声器的笼统模型
为了使建模操作者愈加直观、便利的树立消声器模型,并结合运用习气,需求将模型的三向示意图和三维模型实时显现出来。DirectX 是Windows 平台下的规范3D 显现接口,与OpenGL 比较,在Windows平台下DirectX 不光履行功率更高,并且减少了对第三方程序的依靠[9]。本文运用Microsoft DirectX 9.0c图形API 完结了消声器3D 模型的高效显现,并规划了简捷的模型办法,便使用户在最短的时刻内完结消声器笼统模型的树立。
当笼统模型树立完结后,咱们能够经过逻辑模型中的规划参数,主动树立有限元剖析需求的流体模型,即由消声器腔体所围住,隔板、管道所切割的腔体。为确保空气模型能实在反映消声器内部管道结构,合理界说建模次序对错常有必要的,假如建模次序不合理,前面树立的结构模型简单被后建的结构代替或影响,然后使实体模型与用户的规划方针不一致。经过总结和验证,如图 2 所示的建模次序(按箭头所示方向)较为合理,能确保逻辑模型和物理模型的一致。
图 2 消声器流体模型建模次序
2.3 消声器快速剖析技能
OLE Automation(简称Automation)是Windows 运用程序之间彼此操作的一种技能。它运用了Microsoft的COM(Component Object Model)技能,为软件创立一个规范的接口,让其它的运用程序经过Automation的机制,以方针的方法来调用这个软件的功用。