19352

۱۹۳۵۲

طراحي و بهينه سازي صدا خفه كن موتور A9 و تعيين موقعيت مكاني آن نسبت به مافلر در سيستم اگزوز

كارشناسي ارشد

سيستم محركه

۹۳-۹۶

۱۳۹۶/۷/۲۶

دكتر كاكايي

خودرو

همراه با افزايش روز افزون خودروها و در طي آن آلودگي‌هاي ناشي از اين وسايل به خصوص آلودگي صوتي لزوم استفاده از علم مهندسي صدا براي كاهش سطح اين نوع از آلايندگي بيش از پيش احساس مي‌شود. نويز خروجي از موتورهاي داخلي بدون استفاده از المان‌هاي كاهنده صدا مانند انواع صداخفه‌كن‌ها بسيار آزار دهنده است. در گذشته كاهش سطح صداي خروجي از سيستم تخليه دود امري وقت‌گير بود و روندي تكراري براي رسيدن به نتيجه مطلوب بايد طي مي‌شد. اما امروزه با استفاده از علم صوت‌شناسي و رايانه‌ها علاوه بر اينكه سرعت تحليل و طراحي افزايش يافته است، از روند تكراري نيز كاسته شده است. يكي از ابزارهاي رايانه‌اي قابل اعتماد استفاده از نرم‌افزارهاي يك-بعدي مانند GT-POWER است كه ضمن ارائه نتايج دقيق با قابليت اعتماد زياد، زمان حل كوتاه‌تري را نسبت به نرم‌افزارهاي سه-بعدي دارا مي‌باشد. از جمله پارامترهاي مهم در تحليل و بررسي كارايي صوتي صداخفه‌كن‌ها مي‌توان به افت انتقال، افت جايگذاري اشاره كرد. از اين دو، افت انتقال پارامتري است كه محاسبه آن نسبت به اندازه‌گيري آن امري آسان‌تر است. افت انتقال يك ويژگي ذاتي صداخفه‌كن مي‌باشد كه فقط به هندسه اجزاي آن وابسته است. نرم‌افزار GT-POWER ابزاري قدرتمندي را براي محاسبه اين پاسخ از كارايي صداخفه كن ارائه مي كند. در اين پروژه ابتدا به مدل سازي سه-بعدي صداخفه كن با استفاده از ماژول GEM3D پرداخته شد. اين مدل بعد از اعتبارسنجي به منظور استفاده در شبيه سازي افت انتقال و شبيه سازي كل سيستم اگزوز همراه با موتور گسسته سازي شد. شبيه سازي افت انتقال در ابتدا براي شناخت رفتار آن روي صداخفه كن پايه اعمال شد، سپس با انجام بررسي حساسيت روي 9 پارامتر، 5 پارامتر براي بهينه سازي انتخاب شدند. در انتهاي اين بهينه سازي بهبود افت انتقال به ميزان 53/1 دسي بل و رسيدن سطح آن به عدد 7/6 دسي بل حاصل شد. سپس براي شبيه سازي و بهينه سازي همراه با اتصال كامل موتور به سيستم اگزوز از تكنيك استفاده از مشخصات شرايط جريان براي ايجاد المان شرايط مرزي به منظور بهبود در سرعت حل كمك گرفته شد. راستي آزمايي اين تكنيك نيز با استفاده از شبيه سازي كل موتور انجام شد كه نتايج حاصل خبر از قابليت استفاده اين تكنيك با دقت و اعتماد قابل قبول را مي دهد.

1397/07/07

Design and Optimization A9 engine silencer and determine its position relative to the muffler in the exhaust system

9/29/2018 12:00:00 AM

Growing number of cars and subsequent noise pollution in urban areas has prompted automotive industry to take measures for reducing the level of noise emitted from passenger cars. Acoustic engineering is on forefront of this endeavor with focus on designing optimal silencers for vehicles. Silencers are known to be very effective in reducing noise emission of passenger cars but its optimal design was often neglected in the past for its costly, time consuming and iterative design procedures. Nowadays, commercial softwares have made it easy to implement and test new ideas without having to spend valuable resources. GT-Suite developed by Gamma Technologies is a good example of a 1-D CAE software with reliable results and much less calculation time in respect to 3-D softwares and is therefore chosen for this research. Silencer performance can be characterized by transition and transmission loss. Transition loss is only related to silencer geometry and is easier to calculate rather than be measured. GT-Suite and its powerful modules provide an easy way to model and calculate this performance characteristic of a specific silencer. In this thesis, a 3-D model of a silencer is designed with GEM3D and after verification, is used for simulation and calculation of transition loss. 5 distinct parameters were chosen for optimization after sensitivity analysis of 9 parameters related to silencer geometry. Transmission loss was reduced by 1.53 decibel to level of 6.7 decibel after exhaust system’s optimization.