專利名稱：一種壓縮機(jī)消音器優(yōu)化設(shè)計(jì)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及壓縮機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是ー種基于聲學(xué)有限元法的壓縮機(jī)消音器優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。
背景技術(shù)：
消音器對(duì)于降低壓縮機(jī)的噪聲有重要的作用。目前，壓縮機(jī)用消音器一般采用的抗性消音器，其消音的基本原理是依靠聲波在不同截面管路中的反射進(jìn)行的。因此，這種類型的消音器對(duì)消音頻率具有選擇性，一般是根據(jù)壓縮機(jī)目標(biāo)降噪頻率來設(shè)計(jì)的。但是，由于技術(shù)的進(jìn)步，壓縮機(jī)排氣方式和消音器結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度越來越高，通過傳統(tǒng)的聲學(xué)平面波理論對(duì)消音器進(jìn)行設(shè)計(jì)的方法就顯得不適用了。在這種情況下，設(shè)計(jì)目標(biāo)頻率下消聲性能良好的消音器一般是采用經(jīng)驗(yàn)試湊的方法。這種方法效率比較低，而且·會(huì)浪費(fèi)大量的人力物力，増加了壓縮機(jī)開發(fā)過程的成本。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)以上現(xiàn)有技術(shù)的不足與缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種壓縮機(jī)消音器優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。本發(fā)明的目的是通過采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的一種壓縮機(jī)消音器優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，包括以下步驟a、建立消音器三維模型；b、將該消音器三維模型導(dǎo)入有限元聲學(xué)分析模塊進(jìn)行網(wǎng)格劃分，并設(shè)定計(jì)算參數(shù)，計(jì)算出消音器的全場(chǎng)聲壓；C、根據(jù)消音器的聲壓值得出消音器的傳遞損失曲線；d、根據(jù)消音器的傳遞損失曲線確定消音器的降噪目標(biāo)頻率與節(jié)線面；e、將消音器的排氣ロ位置調(diào)整到降噪目標(biāo)頻率對(duì)應(yīng)的節(jié)線面與消音器表面相交的位置。作為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案，所述b步驟中所述的計(jì)算參數(shù)包括流體域、邊界條件、計(jì)算的頻率范圍、計(jì)算頻率步長(zhǎng)。作為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案，所述流體域參數(shù)為消音器內(nèi)制冷劑的密度數(shù)據(jù)和聲速數(shù)據(jù)。作為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案，所述邊界條件參數(shù)為消音器的進(jìn)氣ロ與排氣ロ的壓力數(shù)據(jù)。作為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案，所述c步驟中消音器的傳遞損失曲線是根據(jù)消音器的進(jìn)氣ロ與排氣ロ的聲壓值，按照傳遞損失計(jì)算公式TL=20*logl0( I Pin/Pout I)計(jì)算得出。作為本發(fā)明的優(yōu)選技術(shù)方案，所述d步驟包括以下步驟首先，將消音器的傳遞損失曲線與壓縮機(jī)噪音頻譜曲線圖進(jìn)行比較，確定降噪目標(biāo)頻率；然后，根據(jù)降噪目標(biāo)頻率將聲壓為0的等值面設(shè)定為節(jié)線面。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明基于聲學(xué)有限元法得到消音器的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，與現(xiàn)有的經(jīng)驗(yàn)試湊法相比，節(jié)約了大量的人力物力，縮短了壓縮機(jī)消音器的開發(fā)周期，大大降低了壓縮機(jī)消音器的開發(fā)成本。通過該方法設(shè)計(jì)的消音器在目標(biāo)頻率段的消聲量得到了較大的提聞。


圖I為本發(fā)明中消音器的三維模型示意圖。圖2為本發(fā)明中消音器的傳遞損失曲線圖。圖3為壓縮機(jī)噪音頻譜曲線圖。·圖4為本發(fā)明中消音器的節(jié)線面分布示意圖。圖5為本發(fā)明中優(yōu)化后的消音器的三維模型示意圖。圖6為本發(fā)明中消音器優(yōu)化前與優(yōu)化后的進(jìn)氣ロ位置示意圖。圖7為本發(fā)明優(yōu)化后的消音器的傳遞損失曲線圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)ー步說明請(qǐng)參閱圖1，采用三維建模軟件(例如，美國(guó)參數(shù)技術(shù)公司研發(fā)的Pro/Engineer軟件或美國(guó)solidworks公司研發(fā)的Solidworks軟件等)建立消音器三維模型，并保存成iegs格式或stp格式。在本實(shí)例中采用Pro/Engineer軟件建立消音器的三維模型，并保存為stp格式。然后，將stp格式的消音器三維模型導(dǎo)入至美國(guó)COMSOL Inc公司研發(fā)的COMSOLMultiphysics有限元軟件聲學(xué)分析模塊進(jìn)行網(wǎng)格劃分,并設(shè)定流體域、邊界條件、計(jì)算的頻率范圍、計(jì)算頻率步長(zhǎng)，計(jì)算出消音器的全場(chǎng)聲壓。其中，流體域參數(shù)為消音器內(nèi)制冷劑的密度數(shù)據(jù)和聲速數(shù)據(jù)；邊界條件參數(shù)為消音器的進(jìn)氣ロ與排氣ロ的壓カ數(shù)據(jù)。本實(shí)施例中制冷劑的密度設(shè)定為31. 15kg/m3，聲速設(shè)定為177m/s ;邊界條件為進(jìn)氣ロ設(shè)置為值IPa的壓カ邊界條件，排氣ロ處設(shè)置為無反射邊界條件，計(jì)算頻率范圍設(shè)置為10HZ-5000HZ，計(jì)算頻率步長(zhǎng)設(shè)置為20Hz。根據(jù)消音器進(jìn)氣ロ與排氣ロ的聲壓值，在本實(shí)施中進(jìn)氣ロ聲壓表示為Pin，排氣ロ聲壓表示為Pout,按照傳遞損失計(jì)算公式TL=20*log 10 (I Pin/Pout I)進(jìn)行計(jì)算得出如圖2所示的消音器的傳遞損失曲線圖。將消音器的傳遞損失曲線圖與圖3所示的壓縮機(jī)噪音頻譜曲線圖進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)在2400Hz處，壓縮機(jī)的噪聲聲壓級(jí)較大，而消音器在此頻率處的消聲量只有20dB左右，消聲量比較??；因此，可確定2410Hz為降噪目標(biāo)頻率，然后根據(jù)2410Hz的降噪目標(biāo)頻率，設(shè)置顯示聲壓為0的等值面，并將此曲面設(shè)置為黒色，即可得到如圖4所示的降噪目標(biāo)頻率(2410Hz)下的四處節(jié)線面1、2、3、4的分布位置。根據(jù)得到的節(jié)線面分布，將消音器的排氣ロ位置任意的調(diào)整到降噪目標(biāo)頻率對(duì)應(yīng)的四個(gè)節(jié)線面1、2、3、4中任意ー處與消音器表面相交的位置，即可大大提高目標(biāo)頻率段的消聲量。在本實(shí)施例中，選擇將消音器的排氣口 5移動(dòng)到節(jié)線面I與消音器上蓋表面相交處，得到如圖5與圖6所示的經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計(jì)的消音器，其中排氣口 5為原有的消音器排氣口，排氣口 6為經(jīng)優(yōu)化設(shè)計(jì)后，重新設(shè)計(jì)的排氣口。重新計(jì)算出優(yōu)化設(shè)計(jì)后的消音器的傳遞損失曲線圖如圖7所示，可以看出在2410Hz頻率段的消聲量從20dB左右提高到了 65dB，與原有設(shè)計(jì)相比大大提高了目標(biāo)頻率段的消聲性能。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并非用來限定本發(fā)明的實(shí)施范圍；凡是依本發(fā)明所作的等效變化與修改，都被本發(fā)明權(quán)利要求書的范圍所覆蓋?！?br> 權(quán)利要求
1.一種壓縮機(jī)消音器優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，其特征在于，包括以下步驟 a、建立消音器三維模型； b、將該消音器三維模型導(dǎo)入有限元聲學(xué)分析模塊進(jìn)行網(wǎng)格劃分，并設(shè)定計(jì)算參數(shù)，計(jì)算出消音器的全場(chǎng)聲壓； C、根據(jù)消音器的聲壓值得出消音器的傳遞損失曲線； d、根據(jù)消音器的傳遞損失曲線確定消音器的降噪目標(biāo)頻率與節(jié)線面； e、將消音器的排氣口位置調(diào)整到降噪目標(biāo)頻率對(duì)應(yīng)的節(jié)線面與消音器表面相交的位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種壓縮機(jī)消音器優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，其特征在于所述b步驟中所述的計(jì)算參數(shù)包括流體域、邊界條件、計(jì)算的頻率范圍、計(jì)算頻率步長(zhǎng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種壓縮機(jī)消音器優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，其特征在于所述流體域參數(shù)為消音器內(nèi)制冷劑的密度數(shù)據(jù)和聲速數(shù)據(jù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種壓縮機(jī)消音器優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，其特征在于所述邊界條 件參數(shù)為消音器的進(jìn)氣口與排氣口的壓力數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種壓縮機(jī)消音器優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，其特征在于所述c步驟中消音器的傳遞損失曲線是根據(jù)消音器的進(jìn)氣口與排氣口的聲壓值，按照傳遞損失計(jì)算公式TL=20*logl0 (I Pin/Pout I)計(jì)算得出。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種壓縮機(jī)消音器優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，其特征在于所述d步驟包括以下步驟 首先，將消音器的傳遞損失曲線與壓縮機(jī)噪音頻譜曲線圖進(jìn)行比較，確定降噪目標(biāo)頻率； 然后，根據(jù)降噪目標(biāo)頻率將聲壓為0的等值面設(shè)定為節(jié)線面。
全文摘要
本發(fā)明提供一種壓縮機(jī)消音器優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，包括以下步驟建立消音器三維模型；將該消音器三維模型導(dǎo)入有限元聲學(xué)分析模塊進(jìn)行網(wǎng)格劃分，并設(shè)定計(jì)算參數(shù)，計(jì)算出消音器的全場(chǎng)聲壓；根據(jù)消音器的聲壓值，得出消音器的傳遞損失曲線；根據(jù)消音器的傳遞損失曲線確定消音器的降噪目標(biāo)頻率與節(jié)線面；將消音器的排氣口位置調(diào)整到降噪目標(biāo)頻率對(duì)應(yīng)的節(jié)線面與消音器表面相交的位置。本發(fā)明縮短了壓縮機(jī)消音器的開發(fā)周期，大大降低了壓縮機(jī)消音器的開發(fā)成本。通過該方法設(shè)計(jì)的消音器在目標(biāo)頻率段的消聲量得到了較大的提高。
文檔編號(hào)G06F17/50GK102789518SQ201210201660
公開日2012年11月21日 申請(qǐng)日期2012年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月18日
發(fā)明者李云, 林力, 沈慧, 謝利昌, 陳澎鈺 申請(qǐng)人:珠海凌達(dá)壓縮機(jī)有限公司, 珠海格力電器股份有限公司