03 声学仿真之扩张管消声器(管道声学）

专注于仿真分析和振动分析

00 导读

    本文通过有限元仿真手段研究了扩张管消声器的消声规律。扩张管消声器的消声原理是将声波反射回去，并不耗散声能，所以称为抗性消声器。消声器的消声性能一般用消声量描述，定义为声强透射系数的倒数，并且使用dB作为单位(先求对数再乘以10)。

01 研究背景

抗性消声器是被动消声器中的一大类，主要用于降噪低中频声音。扩展管消声器是抗性消声器中的一大类。

02 几何模型

   几何模型如下图所示。

03 材料模型

    本文使用到的所有材料参数如下。

    空气。

04 网格划分

    网格的整体和局部如下图所示。

05 声学条件

    定义Port，并指定声压峰值为1Pa的平面波。

    定义无反射端面。

06 扫频分析

    扫频范围为100-700Hz。

07 分析结果

    消声量如下图所示。

    根据扩张管消声器的声强透射系数计算公式，当扩张管长度D为波长1/4奇数倍数时，声强透射最小。当扩张管长度D为波长1/4偶数倍数时，声强透射最大，声音会无损通过，对应频率称为通过频率。

    (tI)min=0.0155

    S12位S1和S2的比值，S21为S2和S1的比值。

TLmax=18.0959dB

    TLmax的仿真解和解析解一致，证明了仿真解的正确性。