Modern silencers for heavy vehicle applications are designed to cancel out the sound generated by the effects of combustion and propagation of exhaust gases through the engine after-treatment system. The complex geometry within the compact silencer give rise to self generated (or flow-) noise that contribute to the total sound power radiated at the exhaust outlet. To evaluate the magnitude and spectral frequency content of this self-generated noise, accurate non-reflective boundary conditions need to be applied along with a solver optimized for low dissipation and dispersion of acoustic waves. Parametric studies have been preformed to construct and evaluate the non-reflectiveness of stretched grids in combination with the buffer-zone technique for low- to mid- frequency noise. The Proudman noise source model have been used to identify the sources of sound within the computational domain and Detached Eddy Simulations have been used with full silencer geometries. Finally, the non-reflective performance of the stretched grid and buffer-zone technique have been evaluated using the acoustic beamforming method to spatially filter out and estimate the amount of reflections present in the final simulations. Detached Eddy Simulations can with success be used to resolve flow noise in exhaust gas geometries and allow reasonable comparisons. Steady models have been included in the comparisons but can only be used to estimate the amount of production of acoustic energy, not the radiated sound pressure levels related to the suppression of sound due to flow characteristics within the silencer geometries. Finally, the rough beamforming method confirmed the function of the non-reflective boundary conditions by finding major differences in magnitude for the sound being radiated towards the measurement point in different directions. / Ljuddämpare för lastbilar och bussar är konstruerade för att dämpa det ljud som genereras i förbränningsmotorn och i avgasreningssystemet. Moderna ljuddämpare består av komplexa geometrier som avgaserna flödar igenom och som släcker ut oönskat ljud. När avgaserna, bärandes ljud ifrån förbränningsmotorn flödar i hög hastighet genom den komplexa geometrin alstras ytterligare buller, så kallat själv-genererat ljud. För att ta fram frekensspektrat och ljudtrycksnivån ifrån detta bidragande ljud kan Detached Eddy Simulations utföras. Denna metod av strömningsmekaniska beräkningar kräver dock icke-reflektiva randvilkor. Randvilkor som uppfyller kraven har konstruerats genom parameterstudier tillsammans med en numerisk lösare som med låg dissipation och dispersion beräknar de akustiska pertubationerna i fjärfältet på ett fysikaliskt korrekt sätt. Vidare har även akustiska källmetoder används för att uppskatta närfältets storlek. Magnituden hos de kvarvarande reflektionerna har sedan uppskattas med hjälp av en förenklad Beamforming metod. Detached Eddy Simulations kan på ett framgångsfullt sätt användas för att ta fram det egengenererade ljudet ifrån ljuddämpargeometrier och möjliggör därigenom rimliga jämförelser mellan olika avgasgeometrier. De akusiska källmetoderna kan med säkerhet anvädas för att uppskatta den akustiska effekten som genereras i geometrierna men kan inte användas för att ta fram de dämpande effekterna som turbulenta strukturer eller hastighetsgradienter medför. Den förenklade Beamforming metoden har även bekräftat funtionen hos de icke-reflectiva randvilkoren genom att påvisa stora skillander i den ljudnivån som radierars ifrån olika riktingar mot den punkt som anvädas för att extrahera ljuddämparens ljudtrycksnivå.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-286817 |
| Date | January 2020 |
| Creators | Sandström, Adam |
| Publisher | KTH, Teknisk mekanik |
| Source Sets | DiVA Archive at Upsalla University |
| Language | English |
| Detected Language | Swedish |
| Type | Student thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text |
| Format | application/pdf |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | TRITA-SCI-GRU ; 2020:367 |
Page generated in 0.003 seconds