《发动机结构噪声和进气噪声的数字化仿真及优化设计研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《发动机结构噪声和进气噪声的数字化仿真及优化设计研究（211页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 博博 士士 学学 位位 论论 文文 论文题目论文题目 发动机结构噪声和进气噪声的数字化仿真发动机结构噪声和进气噪声的数字化仿真 及优化设计研究及优化设计研究 作者姓名作者姓名 贾维新贾维新 指导教师指导教师 郝志勇郝志勇 教授教授 学科学科(专业专业) 动力机械及工程动力机械及工程 所在学院所在学院 机械与能源工程学院 机械与能源工程学院 提交日期提交日期 2008 年年 6 月月 A Dissertation Submitted to Zhejiang University for the Degree of Doctor of Philosophy Research on Numeric
2、al Simulation of Structural Noise / Intake Noise and Optimization Design Candidate: Jia Weixin Advisors: Prof. Hao Zhiyong Specialty: Power Machinery and Engineer Zhejiang University Hangzhou, 310027, P.R.China 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，
3、也不包含为获得 浙江大学浙江大学 或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。 与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名： 签字日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解 浙江大学浙江大学 有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权 浙江大学浙江大学 可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 学位论文作者签名： 签字日期： 年 月 日 导师签名： 签字日期： 年 月 日 学位论文
4、作者毕业后去向：上海 工作单位：曼胡默尔滤清器贸易（上海）有限公司 电话：13917379980 Email： 摘 要 摘 要 为了促进发动机振动噪声研究水平的提高， 特别是为了深化数字化仿真技术在发动机及整车的振动噪声控制方面的应用，推动数字化仿真技术在该领域的应用向更深、更广的层次迈进，本文对发动机振动噪声测试方法、数字化仿真方法、先进的结构优化设计方法进行了深入细致的研究，并研究了具有企业实际意义的应用问题。 系统地进行了发动机噪声源识别方法的研究，发展了表面振动速度法，增加了两类零件声辐射比的理论计算方法， 介绍了声强测量法在发动机声功率预测和噪声源识别中的应用。 提出了一种既高效又满
5、足一定精度的多体动力学有限元法声学分析法相结合的发动机零部件 NVH 性能预测方法，验证了该方法的准确性，并研究了该方法在发动机机体低噪声设计中的应用。以发动机油底壳为例，对发动机上的罩壳类零部件振动噪声预测中涉及的关键问题进行研究，如密封垫或隔振垫边界条件的处理，结构与流体的流固耦合分析方法等，提出了对复杂非线性边界条件进行处理的“线性简化边界法” ，并对比了两种流固耦合法，为此类零件的 NVH 性能设计提供准确可靠的数字化仿真方法。阐述了进气系统噪声产生的根源及进气系统设计中要考虑的问题，对进气系统气动噪声三维仿真中的边界条件，即进气系统的线性化声源特性的提取方法进行了详细研究，对实验最小
6、二乘法、一维有限体积法、圆形活塞辐射器假设法，这三种线性声源提取方法进行了对比验证及分析， 完善了进气系统设计不同阶段的三维仿真边界条件的获取方式。结合实验验证，研究了提高进气系统声学性能预测准确性的方法，另外系统地研究了发动机进气系统设计中进气口气动噪声、结构辐射噪声、空气动力学及结构模态等特性的数字化仿真方法， 为进气系统声学和空气动力性能设计提供了整体的数字化解决方案。从现代设计角度出发，研究将结构优化技术应用到发动机机体轻量化设计和油底壳低噪声设计中。在单缸机缸体轻量化设计中引入了拓扑优化和形状优化方法；在低噪声油底壳设计中引入了形貌优化方法， 为优化技术在发动机复杂零部件设计上的应用
7、进行了探索。 本文为发动机振动噪声设计水平的提高和发展，进行了开拓性的工作，发展和完善了发动机现代设计理论和方法，取得了一系列具有工程实用价值的成果。 关键词：关键词：结构辐射噪声、进气噪声、机体、油底壳、空滤器、数字化仿真、优化设计 摘 要 摘 要 ABSTRACT In order to enhance the level of study on the noise and vibration, especially to deepen the application of numerical simulation technique to the engine and vehicle n
8、oise and vibration control, and promote the application of numerical simulation technique to a broader and deeper degree in this research domain, this dissertation mainly focused on the following items in depth and meticulous: the study on engine noise and vibration test method, numerical simulation
9、 method, advanced structural optimization, which also involved the applicable engineering problems with actual significance for the enterprises. Systemic study on the method of engine noise source identification was performed in this dissertation, which included the evolution of the vibration veloci
10、ty method, the supplement of two theory of noise radiation ratio respectively for two types of component, the introduction of the application of sound intensity to the prediction of engine sound power level and identification of noise source. An integrated numerical simulation method was proposed, w
11、hich comprised of the multibody-dynamic method, finite element method and acoustic simulation method. The comparison of the test result and predicted results validated the precision of this method, and testified the high prediction efficiency. And the application of the integrated method to the low
12、noise engine block design was studied. Taking the engine oil pan as example, the key points in the numerical simulation of noise and vibration for cover-type components was studied, for example the treatment of boundary condition attached with grommet and gasket, the simulation measures of structure
13、 and fluid coupling. A new method, namely “Boundary condition linear simplification method” was proposed for the NVH performance simulation of the component, which has complex boundary condition, and two structure-fluid coupling methods were compared. All of these studies supplied actual and reliabl
14、e numerical simulation approach for the NVH performance of cover-type components. The root of how the intake system noise is caused and the requirement of intake system design were illustrated. The boundary condition used in the 3D simulation of intake system snorkel noise actually is the linear sou
15、rce characteristic, in this dissertation, the determination measures of the linear source characteristic, which included least square method, 1D finite volume method and round piston radiator hypothesis method, were studied, also making a comparative analysis and validation for these three methods.
16、Which make up the extracting methods for boundary condition of intake system snorkel noise 3D simulation at different 摘 要 design phases. Moreover, the method to improve the accuracy of acoustic performance simulation of intake system was studied assisted by the test validation. In addition, the studies
