一种排气系统声学一维分析方法技术方案

本发明专利技术涉及汽车排气领域，具体涉及一种排气系统声学一维分析方法，其步骤如下：第一步：根据排气系统的管道走向及消音器结构，在GT软件里面的GEM3D模块建立排气系统的三维实体模型；第二步：建立好3D模型后，对该模型的相关参数进行详细技术定义；第三步：把发动机作为噪声源，进行一维发动机模型校核；第四步：把建立好的排气系统3D模型离散为一维模型，与发动机模型以及进气系统模型组合成完整的“进气系统—发动机—排气系统”分析模型，然后进行排气尾管口处噪音分析；第五步：提取排气系统的Overall总值及二阶、四阶、六阶噪声，进行实车验证。本发明专利技术方法保证模型的精度，提高排气系统声学开发效率，节省排气开发周期和成本。

An Acoustic One-Dimensional Analysis Method for Exhaust System

The invention relates to the field of automobile exhaust system, in particular to an acoustic one-dimensional analysis method of exhaust system, which comprises the following steps: the first step is to establish a three-dimensional solid model of exhaust system based on the pipeline direction of exhaust system and the structure of muffler in the GEM3D module of GT software; the second step is to define the relevant parameters of the model in detail after establishing the three-dimensional model; The engine is used as noise source to check the one-dimensional engine model. The fourth step is to discretize the three-dimensional model of exhaust system into one-dimensional model and combine it with the engine model and the intake system model to form a complete \intake system-engine-exhaust system\ analysis model, then to analyze the noise at the exhaust tailpipe port. The fifth step is to extract the Overall total of exhaust system. Value and second, fourth and sixth order noise are validated by real vehicle. The method ensures the accuracy of the model, improves the acoustic development efficiency of the exhaust system, and saves the development cycle and cost of the exhaust system.

【技术实现步骤摘要】
一种排气系统声学一维分析方法
本专利技术涉及汽车排气领域，具体涉及一种排气系统声学一维分析方法。
技术介绍
随着社会的发展和技术的进步，人们对现代汽车的要求越来越高。特别是汽车的噪声与振动问题引起人们更广泛的重视。排气噪声是汽车的主要噪声源之一，会通过空气传播到车内直接影响乘客的感受和舒适性。在排气的噪声中，又以排气低频噪声对人们的影响最大。因此，需要设计消音器降低排气噪音，使得排气噪音符合NVH设计目标，进而保证整车NVH水平。在排气系统前期开发设计时，很多主机厂及排气供应商采用GT进行声学仿真，但是缺乏高精度的控制流程和计算方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决上述问题，提供一种排气系统声学一维分析方法。为了实现本专利技术的目的，本专利技术采用的技术方案为：一种排气系统声学一维分析方法，其步骤如下：第一步：根据排气系统的管道走向及消音器结构，在GT软件里面的GEM3D模块建立排气系统的三维实体模型；a、消声器的3D建模：建立消声器的外部轮廓，建立消声器的隔板，建立隔板的穿孔数目，建立消声器内部管道及小孔、套筒，对于消声器内部有套筒结构的，利用sleeve命令建立套筒，对于消声器内部有吸音棉的，利用wool建立吸音棉；b、外管道模型建立：对于单排排气系统，根据管道的轮廓以及相对坐标，利用建立管道的命令建立管道，所建立的管道必须保证与实际走向以及位置相符合，把管道截成若干小段规则的小管；对于弯管，根据弯管形状用pipein3DwithBends或BentPipe或BentRoundPipe进行转换；对于直管，用StraightPipe或RoundPipe进行转换；对于双排排气系统中的Y型管道，利用flowsplit进行转换；c、排气系统模型组建：把消声器三维模型以及管道的三维模型，利用Connection命令组合在一起，构成了完整的排气系统模型；第二步：建立好3D模型后，对该模型的相关参数进行详细技术定义如下：初始管壁温度：定义为排气系统的初始壁面实测温度；壁温求解设置：定义热交换的温度和热对流系数；外部环境：定义为排气系统外部的周围环境温度和压力；流体介质：流体介质采用空气介质，空气介质初始温度与管壁初始温度一致；表面粗糙度：定义为排气系统表面粗糙度；吸音棉参数定义：根据吸音棉材料的密度、比热容、直径、流阻系数、工作温度来定义；第三步：把发动机作为噪声源，进行一维发动机模型校核，要求校核参数如下：a、对节气门后压气机前，校核空气流量，发动机动率，发动机油耗，中冷器的压降；b、对压气机进气口，校核压气机进口的温度和压力；c、对压气机排气口，校核压气机排气口的压力；第四步：把建立好的排气系统3D模型离散为一维模型，与发动机模型以及进气系统模型组合成完整的“进气系统—发动机—排气系统”分析模型，然后进行排气尾管口处噪音分析；第五步：提取排气系统的Overall总值及二阶、四阶、六阶噪声，其中Overall曲线包含的流体噪音值是经验评估值，对比二阶、四阶、六阶与Overall总值的目标曲线，如果Overall总值及二阶、四阶、六阶噪声达标进行实车验证，如不达标进行排气系统噪声的下一轮优化。本专利技术的有益效果在于：采用一维分析控制方法进行排气噪音预测与优化，可以大大提高排气系统声学开发效率，节省排气开发成本。运用排气系统声学一维分析方法，可以比较准确预测300Hz以内的排气阶次噪音，有效的预测排气尾管口噪声对整车NVH的影响，同时可以指导排气系统的优化，该控制方法保证模型的精度，提高排气系统声学开发效率，节省排气开发周期和成本。附图说明图1为本专利技术的排气系统声学一维分析流程图，图2为排气系统的消声器三维建模示意图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明：实施例：参见图1和图2。一种排气系统声学一维分析方法，其步骤如下：第一步：根据排气系统的管道走向及消音器结构，在GT软件里面的GEM3D模块建立排气系统的三维实体模型；a、消声器的3D建模：建立消声器的外部轮廓，建立消声器的隔板，建立隔板的穿孔数目，建立消声器内部管道及小孔、套筒，对于消声器内部有套筒结构的，利用sleeve命令建立套筒，对于消声器内部有吸音棉的，利用wool建立吸音棉；b、外管道模型建立：对于单排排气系统，根据管道的轮廓以及相对坐标，利用建立管道的命令建立管道，所建立的管道必须保证与实际走向以及位置相符合，把管道截成若干小段规则的小管；对于弯管，根据弯管形状用pipein3DwithBends或BentPipe或BentRoundPipe进行转换；对于直管，用StraightPipe或RoundPipe进行转换；对于双排排气系统中的Y型管道，利用flowsplit进行转换；c、排气系统模型组建：把消声器三维模型以及管道的三维模型，利用Connection命令组合在一起，构成了完整的排气系统模型；第二步：建立好3D模型后，对该模型的相关参数进行详细技术定义如下：初始管壁温度：定义为排气系统的初始壁面实测温度；壁温求解设置：定义热交换的温度和热对流系数；外部环境：定义为排气系统外部的周围环境温度和压力；流体介质：流体介质采用空气介质，空气介质初始温度与管壁初始温度一致；表面粗糙度：定义为排气系统表面粗糙度；吸音棉参数定义：根据吸音棉材料的密度、比热容、直径、流阻系数、工作温度来定义；第三步：把发动机作为噪声源，进行一维发动机模型校核，要求校核参数如下：a、对节气门后压气机前，校核空气流量，发动机动率，发动机油耗，中冷器的压降；b、对压气机进气口，校核压气机进口的温度和压力；c、对压气机排气口，校核压气机排气口的压力；第四步：把建立好的排气系统3D模型离散为一维模型，与发动机模型以及进气系统模型组合成完整的“进气系统—发动机—排气系统”分析模型，然后进行排气尾管口处噪音分析；第五步：提取排气系统的Overall总值及二阶、四阶、六阶噪声，其中Overall曲线包含的流体噪音值是经验评估值，对比二阶、四阶、六阶与Overall总值的目标曲线，如果Overall总值及二阶、四阶、六阶噪声达标进行实车验证，如不达标进行排气系统噪声的下一轮优化。本专利技术的实施例公布的是较佳的实施例，但并不局限于此，本领域的普通技术人员，极易根据上述实施例，领会本专利技术的精神，并做出不同的引申和变化，但只要不脱离本专利技术的精神，都在本专利技术的保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种排气系统声学一维分析方法，其特征步骤如下：第一步：根据排气系统的管道走向及消音器结构，在GT软件里面的GEM3D模块建立排气系统的三维实体模型；a、消声器的3D建模：建立消声器的外部轮廓，建立消声器的隔板，建立隔板的穿孔数目，建立消声器内部管道及小孔、套筒，对于消声器内部有套筒结构的，利用sleeve命令建立套筒，对于消声器内部有吸音棉的，利用wool建立吸音棉；b、外管道模型建立：对于单排排气系统，根据管道的轮廓以及相对坐标，利用建立管道的命令建立管道，所建立的管道必须保证与实际走向以及位置相符合，把管道截成若干小段规则的小管；对于弯管，根据弯管形状用pipe in 3D with Bends或Bent Pipe或Bent Round Pipe进行转换；对于直管，用Straight Pipe或Round Pipe进行转换；对于双排排气系统中的Y型管道，利用flowsplit进行转换；c、排气系统模型组建：把消声器三维模型以及管道的三维模型，利用Connection命令组合在一起，构成了完整的排气系统模型；第二步：建立好3D模型后，对该模型的相关参数进行详细技术定义如下：初始管壁温度：定义为排气系统的初始壁面实测温度；壁温求解设置：定义热交换的温度和热对流系数；外部环境：定义为排气系统外部的周围环境温度和压力；流体介质：流体介质采用空气介质，空气介质初始温度与管壁初始温度一致；表面粗糙度：定义为排气系统表面粗糙度；吸音棉参数定义：根据吸音棉材料的密度、比热容、直径、流阻系数、工作温度来定义；第三步：把发动机作为噪声源，进行一维发动机模型校核，要求校核参数如下：a、对节气门后压气机前，校核空气流量，发动机动率，发动机油耗，中冷器的压降；b、对压气机进气口，校核压气机进口的温度和压力；c、对压气机排气口，校核压气机排气口的压力；第四步：把建立好的排气系统3D模型离散为一维模型，与发动机模型以及进气系统模型组合成完整的“进气系统—发动机—排气系统”分析模型，然后进行排气尾管口处噪音分析；第五步：提取排气系统的Overall总值及二阶、四阶、六阶噪声，其中Overall曲线包含的流体噪音值是经验评估值，对比二阶、四阶、六阶与Overall总值的目标曲线，如果Overall总值及二阶、四阶、六阶噪声达标进行实车验证，如不达标进行排气系统噪声的下一轮优化。...

【技术特征摘要】
1.一种排气系统声学一维分析方法，其特征步骤如下：第一步：根据排气系统的管道走向及消音器结构，在GT软件里面的GEM3D模块建立排气系统的三维实体模型；a、消声器的3D建模：建立消声器的外部轮廓，建立消声器的隔板，建立隔板的穿孔数目，建立消声器内部管道及小孔、套筒，对于消声器内部有套筒结构的，利用sleeve命令建立套筒，对于消声器内部有吸音棉的，利用wool建立吸音棉；b、外管道模型建立：对于单排排气系统，根据管道的轮廓以及相对坐标，利用建立管道的命令建立管道，所建立的管道必须保证与实际走向以及位置相符合，把管道截成若干小段规则的小管；对于弯管，根据弯管形状用pipein3DwithBends或BentPipe或BentRoundPipe进行转换；对于直管，用StraightPipe或RoundPipe进行转换；对于双排排气系统中的Y型管道，利用flowsplit进行转换；c、排气系统模型组建：把消声器三维模型以及管道的三维模型，利用Connection命令组合在一起，构成了完整的排气系统模型；第二步：建立好3D模型后，对该模型的相关参数进行详细技术定义如下：初始管壁...

【专利技术属性】
技术研发人员：林胜，吴赵生，苏伟辉，李少杰，
申请(专利权)人：江铃汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江西,36