1. Introduction
In the past, researchers have paid much attention to environmental protection problems that contain an important subject of vehicle’s noise. The present study concerns with the acoustic problem from an exhaust pipe with an internal diameter (D) of 23 mm. Only weak shock waves with shock Mach number (Ms) are considered to enter the pipe. Consequently, acoustic waves are generated inside and downstream of the pipe, when the shock wave leaves the pipe exit. The objective of this study is twofold. First, we try to predict the radiated noise from the pipe by using a computational fluid dynamics (CFD) method instead of linear acoustics; second, to understand the mechanism of shock-induced acoustic generation associated with the pipe flow. In general, the noise associated with an exhaust pipe can be classified as three kinds of basic noise: the turbulence noise, shell noise, and radiated noise. The turbulence noise is due to turbulent flow, the shell noise due to the vibration of the structure, and the radiated noise due to vortices or shock/vortex interactions. Among these three basic noises, the radiated noise plays an important role
than other two noises. Kim and Setoguchi [1] investigated the downstream pressure variation of a shocked flow discharged from an open ended shock-tube with a circular baffle plate at the tube exitbyusingbothexperimentalandnumericalmethods.Theshock Mach number ranged from 1.02 to 1.45. For numerical simulation, theysolvedtheEulerequationsbyusingatotalvariationdiminishing scheme. They found that the baffle plate could strongly influence the pulse wave (noise) induced by the discharged shock wave when the diameter of the baffle plate is less than three times the duct diameter. Higashiyama and Iwamoto [2] experimentally studied the noise generated by a pulsating flow downstream of a pipe end. Their studies showed that a rapider rotation-speed of rotary valve has stronger noise downstream of the pipe. Their data also showed the directivity of sound pressure. Endo et al. [3] analyzedthenoiserelationbetweenthedirectionalangleandtherotationspeedofarotaryvalveindetail.Theyalsocomparedthesound pressure distributions for different directional angles at various rotation speeds of the rotary valve. In the case of 3900rpm, the soundpressure level with a 30directionalangle is larger than that for a 15 directional angle. Liang and Lo [4] numerically investigated shock/vortex interactions induced by blast wave diffraction around a 90 sharp convex corner, and found that a pair of vortices could be generated by the diffracted blast wave. Chen and Liang [5] investigated a planar
blast/vortex interaction and its generated noise, and found four soundsgeneratedfortheblast/vortexinteractioninaformofinterlacing compression and expansion. Their result was well contrasted to that for the corresponding shock/vortex interaction studied by Inoue and Hattori [6]. Some earlier works regarding shock/vortex interactions have been referred in Refs. [4,5], and thus are omitted here. Later, Liang et al. [7] numerically investigated the detailed vortical flow structure, induced by a planar shock wave, near a two-dimensional circular duct exit. They also showed some computational holographic interferograms near the duct exit for different incident shock Mach numbers. Kim et al. [8] studied weak shock propagations through an exhaust silencer system for incident shock Mach numbers of 1.01 and 1.30, and designed several silencers and compared decayed histories of shock waves. Their result showed that a silencer with a series of the baffle plates inside the expansion chamber could reduce the first peak pressure at the exit of the exhaust pipe by about 27%. Birch et al. [9] designed a pulse generator for measuring the hearing protector attenuation of high-amplitude impulsive noise. Their system was capable of producing controlled repeatable high-amplitude pressure pulses for testing a hearing protection device and allowed the measurement of protector attenuations of up to 45 dB. In spite of these works, the mechanism of sound generation from a circular pipe is not clearly understood, although some past papers by using theoretical analysis have been published [10,11], Demir and Rienstra [12], Gabard and Astley [13]. For example, Demir and Rienstra [12] showed the sound waves issuing from the exit of an annular duct with a lined centerbody. Thus there is a need to furtherinvestigate the mechanismof shock-inducedsound generation from the circular pipe. In our numerical simulation, the pipe has an inner diameter D with a length of L =5D. The wall thickness was set to be 0.1D. The shock Mach numbers chosen were corresponding to the cases of engine speed ranging from 3000 rpm to 5000rpm of a motor
cycle. A high-resolution axisymmetric Euler solver [14] was used to compute the flow field and its associated acoustic field.
1. บทนำ
ในอดีตที่ผ่านมานักวิจัยได้ให้ความสนใจมากในการแก้ไขปัญหาการคุ้มครองสิ่งแวดล้อมที่มีเรื่องสำคัญของเสียงของยานพาหนะ ความกังวลเกี่ยวกับการศึกษาในปัจจุบันที่มีปัญหาอะคูสติกจากท่อระบายอากาศที่มีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางภายใน (D) 23 มม เฉพาะคลื่นช็อกอ่อนแอที่มีจำนวนเครื่องช็อต (MS) จะมีการพิจารณาที่จะเข้าสู่ท่อ ดังนั้นคลื่นอะคูสติกที่ถูกสร้างขึ้นภายในและปลายน้ำของท่อเมื่อคลื่นช็อกใบออกจากท่อ วัตถุประสงค์ของการศึกษาครั้งนี้เป็นสองเท่า ครั้งแรกที่เราพยายามที่จะทำนายเสียงแผ่จากท่อโดยใช้การคำนวณการเปลี่ยนแปลง uid ชั้น (CFD) วิธีการแทนอะคูสติกเชิงเส้น ที่สองที่จะเข้าใจกลไกของการสร้างอะคูสติกช็อตที่เกิดขึ้นเกี่ยวข้องกับท่อชั้นโอ๊ย โดยทั่วไปเสียงที่เกี่ยวข้องกับท่อร่วมไอเสียสามารถจัดประเภทเป็นสามชนิดของเสียงพื้นฐานเสียงวุ่นวายเสียงเปลือกและแผ่เสียง เสียงความวุ่นวายเกิดจากการป่วนชั้นโอ๊ยเสียงเปลือกเนื่องจากการสั่นสะเทือนของโครงสร้างและเสียงแผ่เนื่องจาก vortices หรือช็อต / ปฏิสัมพันธ์น้ำวน กลุ่มคนเหล่านี้สามเสียงพื้นฐานเสียงแผ่มีบทบาทสำคัญ
กว่าอีกสองเสียง คิมและ Setoguchi [1] การตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงแรงดันน้ำจากชั้นตกใจโอ๊ยออกจากหลอดช็อตเปิดจบลงด้วยการอาบน้ำชั้นวงกลมแผ่นที่อีหลอด exitbyusingbothexperimentalandnumericalmethods.Theshock เลขมัคอยู่ระหว่าง 1.02-1.45 สำหรับการจำลองเชิงตัวเลขโครงการ theysolvedtheEulerequationsbyusingatotalvariationdiminishing พวกเขาพบว่าแผ่นอีชั้นอาบน้ำสามารถขออิทธิพลคลื่นชีพจร (เสียง) ที่เกิดจากคลื่นช็อกเมื่อออกจากโรงพยาบาลขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางของแผ่นอีชั้นอาบน้ำจะน้อยกว่าสามเท่าของเส้นผ่าศูนย์กลางท่อ Higashiyama และ Iwamoto [2] การศึกษาทดลองเสียงรบกวนที่เกิดจากเร้าใจชั้นโอ๊ยน้ำจากปลายท่อ การศึกษาของพวกเขาแสดงให้เห็นว่า rapider หมุนความเร็วของวาล์วแบบหมุนมีสัญญาณรบกวนที่แข็งแกร่งต่อเนื่องของท่อ ข้อมูลของพวกเขายังแสดงให้เห็นทิศทางของความดันเสียง Endo et al, [3] การกระจายความดันสำหรับมุมทิศทางที่แตกต่างกันที่ความเร็วการหมุนต่างๆของวาล์วแบบหมุน ในกรณีที่ 3900rpm ระดับ soundpressure กับ 30 directionalangle มีขนาดใหญ่กว่าที่ 15? มุมทิศทาง เหลียงและ Lo [4] การตรวจสอบตัวเลขช็อต / ปฏิสัมพันธ์น้ำวนที่เกิดจากการเลี้ยวเบนของคลื่นระเบิดรอบ 90? มุมนูนคมชัดและพบว่าคู่ของ vortices อาจจะเกิดจากการระเบิดคลื่น diffracted เฉินและเหลียง [5] การตรวจสอบภาพถ่าย
ระเบิด / ปฏิสัมพันธ์น้ำวนและเสียงรบกวนที่เกิดขึ้นและพบสี่ soundsgeneratedfortheblast / vortexinteractioninaformofinterlacing การบีบอัดและการขยายตัว ผลของพวกเขาต่างกันไปว่าสำหรับการทำงานร่วมกันช็อต / น้ำวนที่สอดคล้องกันศึกษาโดยอิโนอุเอะและฮัตโตริ [6] บางผลงานก่อนหน้านี้เกี่ยวกับช็อต / ปฏิสัมพันธ์น้ำวนที่ได้รับการเรียกใน Refs [4,5] และทำให้ที่นี่จะถูกตัดออก ต่อมาเหลียง, et al [7] ตัวเลขการตรวจสอบรายละเอียด vortical ชั้นโอ๊ยโครงสร้างที่เกิดจากคลื่นช็อกระนาบใกล้ท่อกลมสองมิติทางออก พวกเขายังแสดงให้เห็นบาง interferograms โฮโลแกรมคำนวณใกล้ทางออกท่อสำหรับเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นช็อตที่แตกต่างกันจำนวนจักร คิม et al, [8] การศึกษาการขยายพันธุ์ที่อ่อนแอช็อตผ่านระบบไอเสียเงียบสำหรับเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นจำนวนช็อตมัค 1.01 และ 1.30 และการออกแบบหลาย silencers และเมื่อเทียบกับประวัติศาสตร์ผุของคลื่นช็อก ผลของพวกเขาแสดงให้เห็นว่าเงียบด้วยชุดของ e- แผ่นชั้นภายในห้องอาบน้ำขยายตัวสามารถลดความดันสายแรกสูงสุดที่ประตูทางออกของท่อระบายอากาศโดยประมาณ 27% และอัลเบิร์ช [9] การออกแบบเครื่องกำเนิดไฟฟ้าชีพจรสำหรับการวัดการลดทอนป้องกันการได้ยินสูงของคลื่นเสียงห่าม ระบบของพวกเขามีความสามารถในการผลิตควบคุมชีพจรความดันสูงความกว้างทำซ้ำสำหรับการทดสอบอุปกรณ์ป้องกันการได้ยินและได้รับอนุญาตการวัด attenuations ป้องกันได้ถึง 45 เดซิเบล ทั้งๆที่ผลงานเหล่านี้กลไกของการสร้างเสียงจากท่อกลมไม่เป็นที่เข้าใจอย่างชัดเจนถึงแม้ว่าบางเอกสารที่ผ่านมาโดยใช้การวิเคราะห์เชิงทฤษฎีที่ได้รับการตีพิมพ์ [10,11] Demir และ Rienstra [12], Gabard และ Astley [13] . ตัวอย่างเช่น Demir และ Rienstra [12] แสดงให้เห็นว่าคลื่นเสียงออกจากทางออกของท่อเป็นรูปวงแหวนที่มี centerbody เรียงราย ดังนั้นจึงมีความจำเป็นที่จะ furtherinvestigate mechanismof รุ่นช็อก inducedsound จากท่อกลม ในการจำลองเชิงตัวเลขของเรามีท่อ D เส้นผ่านศูนย์กลางภายในที่มีความยาว L = 5D ความหนาของผนังที่ได้รับการกำหนดให้เป็น 0.1D หมายเลขเครื่องช็อตได้รับการแต่งตั้งได้รับสอดคล้องกับกรณีที่ความเร็วรอบเครื่องยนต์ตั้งแต่ 3,000 รอบต่อนาทีเพื่อ 5000rpm ของมอเตอร์
วงจร ความละเอียดสูง axisymmetric แก้ออยเลอร์ [14] ถูกใช้ในการคำนวณชั้นโอ๊ยไฟภาคสนามและภาคสนามอะคูสติกที่เกี่ยวข้อง
การแปล กรุณารอสักครู่..

1 . บทนำ
ในอดีต นักวิจัยได้ให้ความสนใจมากกับปัญหาสิ่งแวดล้อมที่ประกอบด้วยเรื่องที่สำคัญ เสียงรถของ ปัจจุบันการศึกษาเกี่ยวข้องกับปัญหาเสียงจากท่อที่มีเส้นผ่าศูนย์กลางภายใน ( D ) 23 มม. เพียงอ่อนแอคลื่นช็อกกับช็อคมัค ( MS ) ถือว่าเข้าท่อ จากนั้นเสียงคลื่นที่สร้างขึ้นภายในและท้ายของท่อ เมื่อคลื่นช็อกใบท่อทางออก วัตถุประสงค์ของการศึกษานี้เป็นสองเท่า ก่อนอื่น เราลองมาทำนายแผ่เสียงจากท่อโดยการใช้คอมพิวเตอร์fl uid dynamics ( CFD ) แทนด้วยวิธีการเชิงเส้น สอง เพื่อเข้าใจกลไกการดูดกระตุ้นรุ่นอะคูสติกที่เกี่ยวข้องกับท่อflโอ๊ย .โดยทั่วไปเสียงที่เกี่ยวข้องกับท่อไอเสียสามารถ classi จึงเอ็ดเป็นสามประเภทเสียงพื้นฐาน : ความวุ่นวาย เสียงรบกวน เสียงหอย และแผ่เสียง ความเสียงเนื่องจากป่วนflโอ้ว เชลล์ เสียงเกิดจากการสั่นสะเทือนของโครงสร้าง และเปล่งประกายขึ้นเนื่องจากการช็อต / วน vortices หรือการโต้ตอบ ในหมู่เหล่านี้สามพื้นฐานเสียงการแผ่เสียงที่เล่นบทบาทสำคัญ
กว่าอีกสองเสียง คิมและ setoguchi [ 1 ] ได้ศึกษาตามรูปแบบของความดันตกใจflโอ้วออกจากท่อเปิดสิ้นสุดช็อคกับวงกลมที่บัฟfl E จานที่หลอด exitbyusingbothexperimentalandnumericalmethods . เพลงเก่าเลขมัคมีค่า 1.02 ถึง 1.45 สำหรับการจำลองเชิงตัวเลขtheysolvedtheeulerequationsbyusingatotalvariationdiminishing โครงร่าง พวกเขาพบว่าfl 1.6 E จานสามารถอย่างมากในfl uence ชีพจรคลื่น ( noise ) ที่เกิดจากถูกคลื่นช็อกเมื่อขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางของจานfl 1.6 E น้อยกว่าสามเท่าของเส้นผ่าศูนย์กลางท่อ . Higashiyama โต้ [ 2 ] ทดลองเรียนและเสียงที่สร้างขึ้นโดยเต้นเป็นจังหวะflโอ๊ยท้าย ท่อปลายผลการศึกษาพบว่า rapider ความเร็วรอบหมุนวาล์วได้แข็งแกร่งเสียงไหลของท่อ ข้อมูลยังแสดงทิศทางของความดันเสียง เอ็นโด et al . [ 3 ] analyzedthenoiserelationbetweenthedirectionalangleandtherotationspeedofarotaryvalveindetail .theyalsocomparedthesound ความดันการแจกแจงสำหรับมุมทิศทางที่แตกต่างกันที่ความเร็วรอบต่างๆของวาล์วโรตารี่ ในกรณีของ 3900rpm , soundpressure ระดับ 30 directionalangle มีขนาดใหญ่กว่าที่ 15 ทิศทางมุม เลี่ยงและดูเถิด [ 4 ] สามารถตรวจสอบช็อต / Vortex ปฏิสัมพันธ์ที่เกิดจากคลื่นระเบิดโดยรอบ 90 คมโค้งมุมและพบว่าคู่ของ vortices อาจถูกสร้างขึ้นโดยการกระจายคลื่นระเบิด . เฉินและเลี่ยง [ 5 ] ตรวจสอบระนาบ
ระเบิด / Vortex ปฏิสัมพันธ์และสร้างเสียงและพบสี่ soundsgeneratedfortheblast / vortexinteractioninaformofinterlacing การบีบอัดและการขยายตัวผลของพวกเขาได้เป็นอย่างดี เปรียบเทียบกับที่สอดคล้องกันทุกช็อต / ปฏิสัมพันธ์ศึกษาโดยอิโนะอุเอะกับฮัตโตริ [ 6 ] ก่อนหน้านี้ทำงานในบางช็อต / Vortex ปฏิสัมพันธ์ได้อ้างในอ้างอิง [ 4 , 5 ] , และดังนั้นจึงละเว้นที่นี่เลย ต่อมา เลี่ยง et al . [ 7 ] สามารถศึกษารายละเอียดวนflโอ๊ยโครงสร้างที่เกิดจากระนาบคลื่นช็อก ,ใกล้ออกจากท่อกลมสองมิติ พวกเขายังพบคอมพิวเตอร์โฮโลแกรม interferograms ใกล้ท่อทางออกต่าง ๆเหตุการณ์ช็อคมัค ตัวเลข Kim et al . [ 8 ] เรียน propagations ช็อกอ่อนผ่านท่อไอเสีย ทำระบบสำหรับเหตุการณ์ช็อก Mach จำนวน 1.01 และ 1.30 และออกแบบหลาย silencers และเปรียบเทียบผุ ประวัติศาสตร์ของคลื่นช็อกผลของพวกเขาแสดงให้เห็นว่าเสียงกับชุดของบัฟfl E แผ่นข้างในการขยายห้องลดความดันจึงตัดสินใจเดินทางไปสูงสุดที่ออกจากท่อไอเสียประมาณ 27 เปอร์เซ็นต์ เบิร์ช et al . [ 9 ] ออกแบบเครื่องกำเนิดไฟฟ้าชีพจรวัดการได้ยินเสียงความถี่สูงป้องกันการกระตุ้นระบบของพวกเขามีความสามารถในการผลิตควบคุมชีพจรความดันขนาดสูงทำซ้ำการทดสอบอุปกรณ์ป้องกันการได้ยินและอนุญาตให้วัดป้องกัน attenuations ถึง 45 เดซิเบล แม้ว่าผลงานเหล่านี้ กลไกของการสร้างเสียงจากท่อกลม ไม่ได้มีความเข้าใจที่ชัดเจน แม้ว่าที่ผ่านมาบางเอกสารโดยใช้การวิเคราะห์เชิงทฤษฎีได้ถูกตีพิมพ์ [ 10,11 ]และ demir rienstra [ 12 ] และ gabard แอสต์ลีย์ [ 13 ] ตัวอย่างเช่น demir rienstra [ 12 ] และพบคลื่นเสียงออกจากทางออกของท่อชนิดที่มีเรียงราย centerbody . จึงต้องมีการ furtherinvestigate ที่ mechanismof ช็อก inducedsound รุ่นจากท่อกลม ในแบบจำลองของเรา ท่อที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง D กับ L = ความยาวของ 5D .ความหนาเป็น 0.1d ช็อคมัคตัวเลขเลือกได้สอดคล้องกับกรณีของเครื่องยนต์ความเร็วตั้งแต่ 3 , 000 รอบต่อนาที เพื่อ 5000rpm ของมอเตอร์
รอบ ความละเอียดสูง ) [ 14 ] แก้ทางนั้นใช้คำนวณflโอ๊ยจึงละมั่ง และเกี่ยวข้องอะคูสติกจึงละมั่ง
.
การแปล กรุณารอสักครู่..
