12655

12655

بررسي مدل تحليلي و المان مرزي (BE) انتقال صوت از پوسته انباره خودرو

كارشناسي ارشد

خودرو - طراحي سازه و بدنه

خرداد ماه 1389

خرداد ماه 1389

دكتر محمد حسن شجاعي فرد

دكتر روح الله طالبي توتي

چكيده در اين پايان نامه به شبيه سازي تحليلي و عددي افت انتقال صوت (TL) از پوسته مافلر پرداخته شده است. از آنجايي كه سهم زيادي از نويز منتشر شده از سيستم اگزوز خودرو مربوط به پوسته مافلر است، پيشبيني صحيح افت انتقال صوت از پوسته مافلر در سيستم اگزوز خودرو از اهميت ويژهاي برخوردار ميباشد. پارامتر معمول در محاسبه مشخصه نويز ساطع شده از يك سازه تراز افت انتقال صوت (TL) مي باشد. ابزارهاي زيادي براي مدل كردن مشخصه افت انتقال يك سازه همانند روشهاي تحليلي، عددي و يا آزمايشگاهي، با پيچيدگي و فرضيات اساسي متفاوت وجود دارند. در روش تحليلي مافلر به صورت يك پوسته استوانهاي ايزوتروپيك با طول بي نهايت در معرض امواج صفحه اي هارمونيك در نظر گرفته مي شود كه با حل دقيق معادلات ارتعاش پوسته و معادلات موج آكوستيكي به طور همزمان افت انتقال صوت محاسبه مي شود. سپس در روش عددي به كمك نرم افزار تجاري SYSNOISE كه يك نرم افزار المان مرزي(BEM) مي باشد، از كوپل سازه اي مدل هاي FEM\BEM براي پيش بيني افت انتقال(TL) استفاده مي‌شود. بطوريكه مودهاي طبيعي سازه توسط نرم افزار المان محدود (FEM) محاسبه شده و سپس مودهاي غير كوپل بدست آمده براي اجراي تحليل المان مرزي سازه‌اي كوپل جهت محاسبه ميدان فشار صوت به نرم افزار المان مرزي منتقل مي‌شود و تراز فشار صوت در داخل و خارج سازه جهت محاسبه مشخصه‌هاي افت انتقال بدست مي‌آيد. از مزاياي حل به روش المان مرزي (BEM) نسبت به روش المان محدود (FEM) مي توان به استفاده از شبكه‌بندي دوبعدي به جاي سه بعدي اشاره نمود كه در نتيجه آن سرعت و سهولت حل مسئله و همچنين دقت بالاتر جواب ها را به همراه خواهد داشت. بعلاوه، اهميت اين مزايا در استفاده از روش المان مرزي براي مسائل انتشار نويز به خاطر عدم نياز به شبكه‌بندي محيط آكوستيكي، دوچندان مي شود. در نهايت نتايج بدست آمده از مدل تحليلي و مدل عددي و مطابقت نتايج آن ها با داده هاي آزمايشگاهي ارائه مي شود. سپس تاثير پارامترهاي طراحي مهم مانند ضخامت و شكل هندسي سطح مقطع مافلر براي ايجاد راهبرد طراحي مورد بررسي قرار ميگيرد. همچنين اثر استفاده از پوشش هايي از مواد جاذب صوت برروي پوسته مافلر با اعمال شرايط مرزي ادميتانس مختلط مورد مطالعه قرار گرفته است. متعاقباً افت انتقال در راستاي طولي براي مافلرهاي مختلف (نظير مافلر ساده، مافلر با محفظه انبساط دوگانه، مافلر با لوله هاي روزنه دار و مافلرهايي با صفحات ميكرو متخلخل) به روش المان مرزي بررسي قرارگرفته و نتايج حاصله با نتايج آزمايشگاهي و در برخي موارد با نتايج تحليلي ديگر محققين مقايسه گرديده است. در اين موارد نيز از روش امپدانس بجاي مدلسازي جزئيات هندسي سوراخ‌ها استفاده شده است كه سهولت مدلسازي و سرعت حل را به‌دنبال دارد. نتايج اين بخش اثرات انعكاسي ناشي از حضور بفل يا لوله و پنل هاي روزنه دار داخل محفظه مافلر را در افزايش پارامتر افت انتقال به خوبي نشان مي دهد. نتايج افت انتقال صوت از پوسته و همچنين در راستاي طولي مافلر بيانگر برتري نتايج عددي المان مرزي نسبت به روش تحليلي در بسياري موارد و مطابقت خوب با نتايج آزمايشگاهي مي باشد كه نشان دهنده توانمندي روش المان مرزي در مسائل آكوستيك و انتشار صوت مي باشد. واژه‌هاي كليدي: مافلر، افت انتقال صوت، مدل المان مرزي(BEM)، نرم افزار SYSNOISE، امپدانس.