CN113723022A - 一种非规则多腔穿孔消声器压力损失的预测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种非规则多腔穿孔消声器压力损失的预测方法，该方法包括：选取非规则多腔穿孔消声器压力损失的影响因素；选取拟合模型拟合得到压力损失模型；基于压力损失模型进行非规则多腔穿孔消声器的压力损失预测。与现有技术相比，本发明能够快速对不同结构的非规则多腔穿孔消声器压力损失进行快速预测，预测精度高，且有较强的工程应用价值。

Description

一种非规则多腔穿孔消声器压力损失的预测方法
技术领域
本发明涉及工业降噪技术领域，尤其是涉及一种非规则多腔穿孔消声器压力损失的预测方法。
背景技术
随着燃料电池汽车的发展，其进气系统噪声问题越来越明显，尤其是空气系统中空气压缩机产生的高频噪声表现十分明显，同时，其进气系统也要求较小的压力损失，以满足燃料电池汽车的动力性要求。传统的进气系统消声器，如扩张式消声器、赫姆霍兹消声器、1/4波长管等对这类噪声的效果不够理想，同时具有较大的压力损失，很难满足燃料电池汽车进气系统消声器的设计需求。非规则多腔穿孔消声器能在解决相关的噪声问题的同时保证进气系统较小的压力损失。
从目前公开文献和相关资料来看，对于非规则多腔穿孔消声器的压力损失研究仅停留在定性分析中，还没有一种高效的方法用来预测非规则多腔穿孔消声器的压力损失。因此，现阶段亟需提出一种非规则多腔穿孔消声器压力损失的预测方法，为指导设计具有较低压力损失的非规则多腔穿孔消声器提供理论依据。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种非规则多腔穿孔消声器压力损失的预测方法。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种非规则多腔穿孔消声器压力损失的预测方法，该方法包括：
选取非规则多腔穿孔消声器压力损失的影响因素；
选取拟合模型拟合得到压力损失模型；
基于压力损失模型进行非规则多腔穿孔消声器的压力损失预测。
优选地，所述的影响因素包括入口空气速度、管道弯曲角度、穿孔率以及用于描述消声器扁平程度的截面比率。
优选地，所述的截面比率为消声器共振腔截面长度和宽度的比值。
优选地，所述的拟合模型包括二次方模型。
优选地，所述的压力损失模型为：
P＝224.34-5.88*A+1.73*B-35.89*C-14.00*D+0.05*AB+0.34*AC+0.40*AD-0.03*BC+0.40*BD+0.67*CD+0.06*A2-0.03*B2+1.33*C2-12.00*D2
式中，P为压力损失，A为入口空气速度，B为管道弯曲角度，C为穿孔率，D为截面比率。
优选地，该方法还包括采用试验方法验证压力损失模型的准确性，具体为：搭建消声器压力损失试验台架，采用消声器压力损失试验台架进行试验获取消声器压力损失，同时通过压力损失模型预测压力损失，比对两者大小验证压力损失模型的准确性。
优选地，所述的消声器压力损失试验台架包括风源、压力传感器、流量计、测量主管和待测消声器，所述的压力传感器设置多个并分布在风源出口和待测消声器出口位置。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：
本发明通过选择入口空气速度、管道弯曲角度、穿孔率和截面比率作为压力损失模型的影响因素，能够快速准确的计算出不同结构的非规则多腔穿孔消声器的压力损失，预测精度高，且有较强的工程应用价值。
附图说明
图1为本发明一种非规则多腔穿孔消声器压力损失的预测方法的流程框图；
图2为本发明的影响因素截面比率的说明图；
图3为本发明的试验验证图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。注意，以下的实施方式的说明只是实质上的例示，本发明并不意在对其适用物或其用途进行限定，且本发明并不限定于以下的实施方式。
实施例
如图1所示，本实施例提供一种非规则多腔穿孔消声器压力损失的预测方法，该方法包括：
选取非规则多腔穿孔消声器压力损失的影响因素；
选取拟合模型拟合得到压力损失模型；
基于压力损失模型进行非规则多腔穿孔消声器的压力损失预测。
影响因素包括入口空气速度、管道弯曲角度、穿孔率以及用于描述消声器扁平程度的截面比率。
如图2所示，截面比率为消声器共振腔截面长度和宽度的比值，即图2中的L/D。
拟合模型包括二次方模型，压力损失模型为：
P＝224.34-5.88*A+1.73*B-35.89*C-14.00*D+0.05*AB+0.34*AC+0.40*AD-0.03*BC+0.40*BD+0.67*CD+0.06*A2-0.03*B2+1.33*C2-12.00*D2
式中，P为压力损失，A为入口空气速度，B为管道弯曲角度，C为穿孔率，D为截面比率。
本实施例中，截面比率的取值为0.5、0.75和1，管道弯曲角度的取值为40°、45°和50°，穿孔率的取值为11.2、12.8和14.4，入口空气速度的取值为40m/s、45m/s和50m/s。选取二次方模型作为拟合模型，根据上面的影响因素可知压力损失模型有14个自由度，压力损失模型的均方差值为0.9993，其值接近于1，表示模型的稳定性较高，压力损失模型均方差的预测值为0.9957，压力损失模型均方差的校正值为0.9985，均方差的预测值与均方差的校正值较小，证明该压力损失模型较为稳定。
各个影响因素显著性分析，当其对应的Prob>F值小于0.05时，表明该影响因素对模型影响显著，其中一次项A、B和C，二次项AC和A2对模型的影响较为显著，其Prob>F值均小于0.0001。一次项D和二次项C2对模型也有一定的影响。其他的影响因素对模型的显著性不高，影响较小。
该方法还包括采用试验方法验证压力损失模型的准确性，具体为：搭建消声器压力损失试验台架，采用消声器压力损失试验台架进行试验获取消声器压力损失，同时通过压力损失模型预测压力损失，比对两者大小验证压力损失模型的准确性。
消声器压力损失试验台架包括风源、压力传感器、流量计、测量主管和待测消声器，压力传感器设置多个并分布在风源出口和待测消声器出口位置。
图3展示了消声器的试验测量值与模型预测值的对比效果，可以看出压力损失试验值与模型预测值吻合效果较好。
上述实施方式仅为例举，不表示对本发明范围的限定。这些实施方式还能以其它各种方式来实施，且能在不脱离本发明技术思想的范围内作各种省略、置换、变更。

Claims (7)

1.一种非规则多腔穿孔消声器压力损失的预测方法，其特征在于，该方法包括：
选取非规则多腔穿孔消声器压力损失的影响因素；
选取拟合模型拟合得到压力损失模型；
基于压力损失模型进行非规则多腔穿孔消声器的压力损失预测。
2.根据权利要求1所述的一种非规则多腔穿孔消声器压力损失的预测方法，其特征在于，所述的影响因素包括入口空气速度、管道弯曲角度、穿孔率以及用于描述消声器扁平程度的截面比率。
3.根据权利要求2所述的一种非规则多腔穿孔消声器压力损失的预测方法，其特征在于，所述的截面比率为消声器共振腔截面长度和宽度的比值。
4.根据权利要求3所述的一种非规则多腔穿孔消声器压力损失的预测方法，其特征在于，所述的拟合模型包括二次方模型。
5.根据权利要求4所述的一种非规则多腔穿孔消声器压力损失的预测方法，其特征在于，所述的压力损失模型为：
P＝224.34-5.88*A+1.73*B-35.89*C-14.00*D+0.05*AB+0.34*AC+0.40*AD-0.03*BC+0.40*BD+0.67*CD+0.06*A2-0.03*B2+1.33*C2-12.00*D2
式中，P为压力损失，A为入口空气速度，B为管道弯曲角度，C为穿孔率，D为截面比率。
6.根据权利要求1所述的一种非规则多腔穿孔消声器压力损失的预测方法，其特征在于，该方法还包括采用试验方法验证压力损失模型的准确性，具体为：搭建消声器压力损失试验台架，采用消声器压力损失试验台架进行试验获取消声器压力损失，同时通过压力损失模型预测压力损失，比对两者大小验证压力损失模型的准确性。
7.根据权利要求6所述的一种非规则多腔穿孔消声器压力损失的预测方法，其特征在于，所述的消声器压力损失试验台架包括风源、压力传感器、流量计、测量主管和待测消声器，所述的压力传感器设置多个并分布在风源出口和待测消声器出口位置。
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