22157

بررسي عملكرد و طراحي مافلرهاي صنعتي با رويكرد بهينه‌سازي هندسي

كارشناسي ارشد

طراحي كاربردي - مكانيك جامدات

1396

1399/03/12

دكتر رضا معدوليت

دكتر مجيد رجبي

مكانيك

در ادامه مسير سيستم تخليه گازهاي حاصل از احتراق (سيستم اگزاست)، بعد از هدرز (منيفلد دود)، مافلر (صدا خفه¬كن) قرار مي¬گيرد. مافلر يا به عبارت ديگر مخزن خفه¬كننده، در كنترل صداي خروجي از اگزوز ايفاي نقش مي¬كند. لزوم استفاده از مافلر و نياز به آن زماني قابل درك خواهد بود كه به نوع احتراق موتور توجه كنيم. با اعمال تغييرات در هندسه صداخفه‌كن مي‌توان سطح افت انتقال صوت رابهبود بخشيد. سطح افت انتقال صوت صدا خفه كن با اندازه‌هاي بهينه در مقايسه با سطح افت انتقال صوت صدا خفه‌كن با اندازه‌ي اصلي، داراي پهناي باند بيشتر و 20درصد سطح افت انتقال بالاتري است. در نتيجه مي‌توان استفاده از روش تاگوچي در بهينه‌سازي پارامترهاي هندسي را راه‌حل مناسبي دانست و درنهايت با استفاده از ماده جاذب پشم شيشه مي‌توان سطح افت انتقال صوت را دوبرابر افزايش داد و پهناي باند فركانسي وسيعي ايجاد كرد.در اين پژوهش به بررسي سطح افت انتقال صوت در صداخفه‌كن‌هاي تعبيه-شده بر روي خودرو‌ها پرداخته شده است. براي محاسبه سطح افت انتقال صوت روش‌هاي ماتريس انتقال، روش سه¬نقطه‌اي، روش چهار قطبي، روش اجزاي محدود و روش اجزاي مرزي وجود دارند. به دليل داشتن دقت و سرعت بالا در حل از روش اجزاي مرزي استفاده شده است. انباره اگزوز‌هايي شامل هندسه داخلي با محفظه انبساط ساده، لوله‌هاي سوراخ‌دار، بافل، پنل ميكرومتخلخل و صداخفه‌كن‌هاي جاذب و داراي لوله‌هاي خميده به كمك نرم‌افزار كتيا مدل¬سازي شده و افت انتقال صوت در آن‌ها توسط نرم‌افزار كامسول محاسبه شده است. پس از صحت¬سنجي نتايج، پارامتر‌هاي هندسي يك صداخفه‌كن با ساختاري پيچيده‌تر كه شامل عوامل هندسي مؤثر بر سطح افت انتقال صوت است، توسط الگوريتم تاگوچي بهينه-سازي شده است.دك

1399/04/04

Performance evaluation and design of industrial mufflers with geometric optimization approach

6/1/2020 12:00:00 AM

Following the path of the exhaust system of combustion gases (the exhaust system), after the headers (smoke manifold), the muffler is placed. Muffler, or in other words, the suppressor tank, plays a role in controlling the output sound of the exhaust. The necessity of using a muffler and need to it will be understandable when considering the type of combustion engine. Changes to the muffler geometry can improve the level of sound transmission loss. The level of sound transmission loss mufflers with optimum sizes compared to the level of that of mufflers with original size, has a more bandwidth and 20% higher transmission loss level. Consequently, the use of Taguchi method in optimization of geometric parameters can be considered as a suitable solution and finally using glass wool absorbent material, the level of sound transmission loss can be doubled and a wide frequency bandwidth can be created. In this study, the level of sound transmission loss in embedded car mufflers is investigated. To calculate the level of sound transmission loss there are transmission matrix methods, three-point method, quadrupole method, Finite Element Method (FEM) and Boundary Element Method (BEM). In this study, due to the high accuracy and speed of solution, boundary element method is used. Exhaust storages including internal geometry with simple expansion chamber, perforated tubes, baffle, microporous panel and absorbent mufflers with curved tubes have been modeled using the CATIA software and the sound transmission loss in them has been calculated by COMSOL software. After verifying the results, the geometrical parameters of a more complex structure muffler containing geometrical factors affecting the level of sound transmission loss are optimized by the Taguchi algorithm.