于 渊，师忠秀，柳 威，赵江华

（青岛大学 机电工程学院，山东 青岛 266071）

0 引言

汽车的主要噪声来自于发动机，而排气噪声是发动机噪声的主要组成部分，安装排气消声器是控制排气噪声的有效方法。消声器在降低噪声的同时，会增加排气阻力，进而影响发动机的动力性能和经济性能，因此，对排气消声器内部气流的流动特性进行研究就显得十分重要［1，2］。本文采用CFD软件Fluent对消声器仿真模型进行模拟分析，就排气消声器内部流场变化情况对其压力损失的影响进行研究。

1 消声器分析模型的建立

1.1 数学控制方程

消声器中的气流流动是可压、黏性三维湍流流动，满足质量守恒方程、动量守恒方程和能量守恒方程［3－5］。

质量守恒方程为：

其中：ρ为密度；t为时间；u，v，w分别为速度矢量U在x，y，z方向的分量。

动量守恒方程为：

其中：p为流体微元体上的压力；τij（i，j＝x，y，z）为因分子黏性作用而产生的作用在微元体表面上的黏性应力τ的分力；Fx，Fy，Fz为微元体上的体力。

能量守恒方程为：

其中：cv为比热容；T为温度；k为流体的传热系数；ST为内热源以及由于摩擦作用使流体机械能转化为热能的部分。

这些物理守恒定律可以用控制方程进行数学描述，其通用变量方程为：

其中：Φ为通用变量；Γ为广义扩散系数；SΦ为广义源项。

1.2 计算模型

在三维CAD软件SolidWorks中建立消声器三维实体模型，如图1 所示，导入到Fluent前处理软件Gambit中进行网格划分，由于消声器内部结构复杂，为提高网格划分效率，本文采用四面体网格划分。计算中采用SIMPLEC算法求解控制方程，应用Realizable湍流模型来进行数值模拟，方程的离散方式采用二阶迎风格式［6］。……