WaveTutorial/计算传递损失

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传递损失是指声音通过消声元件前后的声功率损失。计算公式是TL=10log(Wi/Wt),其中,Wi是入射端总声功率,Wt是出口端总声功率。在测试中,在入口端和出口端各使用两个麦克风,利用分解的方法将入射声功率和反射声功率分类,得到准确的声功率。[2]
在WAVE中可以模拟消声元件的传递损失实验,其方法是在元件入口端用一个噪声源(Acoustic Piston)元件产生伪白噪声,在元件出口端使用全消声出口(Anechoic Termination),用消声元件前后的声功率损失来计算其传递损失。
以下图的同心管消声器为例,介绍传递损失建模计算的方法。

第一步,搭建消声器进出口两侧的模型[编辑]

在WAVE界面上新建一个Acoustic Piston Ambient,一个Anechoic Termination Ambient,两个Orifices元件,并按照图示连接:
设置两侧管道duct1和duct2的参数:
  • Left and Right Diameters=50[mm]
  • Discretization Length=10[mm]
  • Overall Length=100[mm]
  • 在Initial conditions页面设置pressure=1[bar],temperature=300[K],wall temperature=300[K]
设置声源amb1的参数:
Speaker页面
  • Noise=Multi-sine
  • Steady Velocity Component=0[m/s]
  • Amplitude Velocity=0.01[m/s]
  • Upper Frequency Limit=1500[Hz]
  • Lower Frequency Limit=10[Hz]
Transmission Loss页面
  • 点击Select Upstream Duct按钮,在模型上选择管道duct1;
  • 麦克风的位置:up1=0.4 up2=0.8
  • 点击Select Downstream Duct按钮,在模型上选择管道duct2;
  • 麦克风的位置:down1=0.4 down2=0.8
  • Cycles per Average=5
Ambient Conditions页面设置的压力与温度应该同测试的环境条件一致,在本例子中使用默认值。
全消声出口amb2的参数完全保持默认值即可。

第二步,导入要分析的消声器模型[编辑]

假设已经在WaveBuild3D中搭建了要分析的消声器模型,使用左侧Elements窗口的File reference功能可以直接使用该消声器模型。
导入消声器模型后,首先删除两个Orifice元件,然后用鼠标中键拖动管道的粉红色端口分别和消声器的两个粉红色端口相连。

第三步,设置求解参数并且提交计算[编辑]

在Simulation Control设置面板:
General Parameters→Simulation Duration=10 [cycles]
Fluid Properties→Compressibility=Perfect air
Convergence→关闭Convergence detection
将模型保存后,点击计算按钮提交计算任务。

第四步,查看计算结果[编辑]

在计算完成后,点击WavePost按钮可以进入结果后处理环境查看计算结果。
一般情况下,在传递损失计算完成后,WavePost中会自动生成传递损失的结果图线。鼠标双击左侧的Time Plots > Transimmision Loss vs. Frequency可以打开传递损失的结果。

注:气体的温度对传递损失的计算结果影响很大,因此在建模的时候应该注意按照实际情况设置模型的壁面温度和气体初始温度值。