[发明专利]一种汽车空调管路系统消声器设计方法

权利要求书

1.一种汽车空调管路系统消声器设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

建立汽车空调管路系统模型；

获取汽车空调管路系统模型的噪声源位置和声源频谱；

根据噪声源位置和声源频谱设计管路消声器；

采用传递矩阵法计算消声器的传递损失；

基于消声器的传递损失，采用遗传算法对空调管路消声器的参数进行迭代优化设计。

2.根据权利要求1所述的一种汽车空调管路系统消声器设计方法，其特征在于，汽车空调管路系统模型的噪声源位置和声源频谱的获取方式包括，

通过空调管路的稳态流场计算，获取空调管路内流场稳态信息；

根据空调管路流场稳态信息，利用宽频噪声模型对空调管路进行计算，获取噪声源位置信息；

通过空调管路的瞬态流场计算，获取空调管路内流场瞬态信息；

利用声类比FW-H模型，结合空调管路的流场瞬态信息，计算空调管路内气动噪声特性，获取空调管路内气动噪声的声源频谱信息，确定空调管路消声器的消声频段F。

3.根据权利要求1所述的一种汽车空调管路系统消声器设计方法，其特征在于，根据噪声源位置和声源频谱设计管路消声器包括以下步骤：

输入消声器的穿孔段初始设计值以及空气的物理特性参数；根据公式

计算消声器的穿孔段的相对声阻r_m和相对声抗x_m；

计算穿孔段的相对声阻抗为z_m＝r_m+jx_m；

式中：t为消声器的穿孔段内壁厚，d_m为消声器的穿孔段孔径，c为声速，μ为空气的动力粘度，为穿孔段的穿孔率，ω＝2π·f为角频率，b＝8mm为孔间距，j为复数单位。

4.根据权利要求1所述的一种汽车空调管路系统消声器设计方法，其特征在于，采用传递矩阵法计算消声器的传递损失包括以下步骤：

输入消声器的扩张腔初始设计值，建立声波的质量方程和动量方程，得到消声器首段和末端的声压与质点振动关系，将消声器的边界条件带入声压与质点振动的关系式中，求解出传递矩阵T和传递损失T_L，

其中，消声器的扩张腔初始设计值包括直通管直径d、扩张腔直径D、扩张腔长度L和内插长度L_a。

5.根据权利要求4所述的一种汽车空调管路系统消声器设计方法，其特征在于，声波的质量方程和动量方程为，

式中：ρ为空气密度；[M₁]为声波的质量矩阵，k＝ω/c为波数，p₁和p_1a分别为消声器入口端处的直通管和扩张腔内的声压；c为声速；u₁和u_1a分别为消声器入口端处的直通管和扩张腔内的质点振动速度。

6.根据权利要求5所述的一种汽车空调管路系统消声器设计方法，其特征在于，消声器首段和末端的声压与质点振动关系为，

[E]＝diag(exp(-ξ_i(L-L_a)),i＝1,2,3,4；

式中：[R]为[E]的特征向量矩阵；为[E]的特征值；p₃和p_3a分别表示在消声器出口端处的直通管和扩张腔内的声压；u₃和u_3a分别表示在消声器出口端处的直通管和扩张腔内的质点振动速度。

7.根据权利要求6所述的一种汽车空调管路系统消声器设计方法，其特征在于，消声器的边界条件为，

8.根据权利要求7所述的一种汽车空调管路系统消声器设计方法，其特征在于，传递矩阵T和传递损失T_L为：