文档介绍：SYSNOISE 软件在消声器设计中的应用 2006 LMS 首届用户大会论文集
SYSNOISE 软件在消声器设计中的应用
上海七一一研究所
李英

、阀门以及弯
头等所产生的流体噪声,使其不随海水的吸人和排出从海底门辐射出去。在设计制造海水管路消声器的过
程中需要计算选定结构消声器的声学性能。以往多采用传递矩阵、特征线法等在频域或时域进行计算。现
在多采用商业声学软件如 SYSNOISE 等,用有限元或边界元法进行计算。
SYSNOISE软件是基于直接和间接边界元方法,或者声学有限元/无限元的声学方程对声场进行计算分
析。本文根据有限元方法以及SYSNOISE软件的基本特点,将其应用于消声器的声学性能研究中。
SYSNOISE的前处理功能并不十分完整,但是它与其它几乎所有的著名的有限元软件有界面程序连接,这
些软件包括:ANSYS, IDEASMSC/NASTRAN,SC/PATRANLMSCADA−X,
Hypermesh,ABAQUS,Pro/MECHANICA,FemGV,SYSTUS,StarCD等。SYSNOISE不仅可以从这些软件读取
模型数据,并且可以从这些软件读取模态、表面振动速度等。在SYSNOISE前处理中,能够自动检查所建
立的模型是否与所选的计算方法相匹配。SYSNOSISE有强大的集成后处理功能,后处理可以画彩图、矢量
场、变形后的结构、以及XY图线、柱状图、声功率、灵敏度和极坐标图,还包括动画显示和声音回放等。
1. 理想流体介质中声场的基本规律
理想流体介质中的声场由标量声压和矢量质点振速来描述。在介质静态、均匀、无损耗假设下,理想
连续介质声场的基本规律可用以下几个方程式表示:
∂v
1) 运动方程式: ρ−∇= p (1)
0 ∂t
∂ρ
2)连续性方程式: ρ v =⋅∇+ 0)( (2)
∂t 0
∂ρ 1 ∂p
3) 状态方程式: = (3)
∂t c 2 ∂t
式中:ρ0 ——介质静态密度;
c ——声速
p ——声压(Pa)
在上述三个关系式中消去密度和质点振速 v 可得关于声压的波动方程:
ρ 0 v
1 ∂ 2 ~p
2 ~p =∇− 0 (4)
c 2 ∂t 2
式中: ∇ 2 ——拉普拉斯算子
如果考虑的声场是稳定的,那么声压随时间的变化是简谐的:
~ = rr )(),( erptrp ωtj (5)
式中: j —— j −= 1 ;Ω——角频率,rad/s

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可得: pkp =+∇ 0 (6)
式中:k ——波数, = ω ck
2. 消声器传递损失 TL 的计算
消声器的传递损失只与本体结构有关,而不受源特性和尾管辐射特性的影响,是消声器研究中最常用
的性能指标。在消声器进出口满足平面波条件时,传递损失可表示为:
p
TL = 20lg i
p
t (7)
p
其中 i ----- 消声器进口处的入