涡轮增压进气系统的噪声主要分布在2000~3000Hz,此处定义某多腔直通穿孔消声器的优化目标曲线如图9-9所示,中心频率范围的目标值达到55dB。
图9-9 某多腔直通穿孔消声器传递损失目标曲线
对多腔直通穿孔消声器来说,内管径一般与相连接的管道直径相近,腔体直径通常受消声器安装空间条件限制,穿孔深度由内管壁厚决定。所以,这三个参数在优化过程中不变,分别定为d=45mm,D=90mm和ht=2mm。考虑到工程制造的简便,不同腔体的穿孔直径相同。对于声学短腔直通穿孔消声器来说,进出口插入管长度对声学特性的影响与穿孔率变化影响相似。因此,该多腔穿孔消声器的进出口插入管长度均为0。结合多腔穿孔消声器的二维传递矩阵法和遗传算法,可以很方便地得到优化结果。在优化过程中,种群数量为50包括2个精英个体。最大迭代次数为150,交叉概率为0.8,变异概率为0.2。
图9-10 待优化三腔直通穿孔消声器
考虑到传递损失目标曲线具有较宽的频带和较高的幅值,所以此处定义穿孔消声器的腔体个数为3,如图9-10所示。设发动机舱内消声器安装空间限制为
式中,i代表第i个腔体,优化参数及其取值取件如表9-3所示。
表9-3 优化参数及其取值区间
图9-11 优化结果和目标传递损失曲线对比
经过优化,得到的参数优化结果同样在表9-3中列出,优化传递损失曲线和目标曲线对比如图9-11所示。
可以看出,在该特定的长度限制条件下,优化后的消声器传递损失可以很好地在较宽频带范围内达到目标曲线。通过遗传算法结合二维传递矩阵法优化多腔直通穿孔消声器结构参数是非常有效的。
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