SIDLAB声学综合解决方案v120130902

1、SIDLAB进排气系统NVH综合解决方案SIDLAB软件是用于分析及测量声波的产生及其 在管道网络中传播问题的综合解决方案。软件可用于 分析进排气系统，动力系统，油、汽管道网络以及 HVAC系统等。软件能够提供系统完整特性，包括系 统的模拟及验证测量。SIDLAB Acoustics 与 SIDLAB Flow 用于设计，使进 排气系统具有良好的声学性能，同时保证较低的排气压降。SIDLAB Rig 包含 SIDLAB Measurement 和 SIDLAB Acquisition 模块用于测试工 况下的声学元件特性，修正模型并验证结果的正确性。SIDALB优化与参数化工具为结构的有效设计提

2、供了更多可能。计算是在 MATLAB环境下进行，同时可以提供源代码。这样可以满足高级用户执行他们的 自定义分析。通常在普通的PC机上计算时间只需要数秒钟。使用SIDLAB进行后 处理简单、易懂，同时结果可以以不同格式保存。SIDLAB综合了大量研究、教 学和咨询方面所涉及的各种类型管道声学应用经验和知识。SIDLAB ACOUSTICS此功能模块用于模拟复杂管道网络中低频噪声的产生与传播问题。频率范围 由管道内平面波存在范围决定。它是基于线性声学理论，所有的单元，如一个复 杂的消声器，简化成two-ports结构，同时系统末端和声源将以one-ports单元表 示。一系列标准单元，包括管道单元

3、及基本的消声单元，相互连接以形成网络结 构。所有标准单元都是经过了大量实验验证的、已公开发表的最新模型。用户可以根据需要，添加自己的自定义单元。e SIDLAB Acoustics 计算内容：.以dB衡量的传递损失和插入损失。.以dB衡量的降噪量，又可分为窄带、倍频程与1/3倍频程表示方法。.系统共振。.各单元及整个网络结构中传递矩阵和散射矩阵所包含的元素。.网络结构中每个结点的RMS声压值。（表示方式：Pa或dB、窄带、倍 频程与1/3倍频程）.换算得到网络结构中每个结点的声功率。（表示方式：W、dB、窄带、 倍频程与1/3倍频程）.网络结构外某一设定接收位置的RMS声压值。（表示方式：Pa

4、或dB,窄 带、倍频程与1/3倍频程）.网络结构中任意两结点之间的传递函数。e SIDLAB Acoustics 功能特点：.可采用不同单位制定义网络结构几何尺寸，可选单位制有：米、毫米及 英寸。.可将网络结构模型的不同版本保存在同一个项目文件中。.传播介质可以选用理想气体或液体。软件带有一个可编辑的传播介质数 据库。.单元管理：可任意添加、删除单元，可任意修改单元的特征参数。.利用多种编辑工具可搭建2D或3D网络系统。搭建的3D网络结构不会 对计算结果产生影响，它仅用于实现结构的可视化效果。.可采用多种方便方法对结果进行控制，可输出不同格式文件。 SIDLAB Acoustics特殊计算功能

5、：1.发动机阶次vs.发动机转速计算：自动计算频率向量。所需要的额外输入 数据为输入端流量和各转速条件下的温度。2,优化：可在某一频段内基于任意多个变量对系统性能（TL-IL-辐射声压）进行优化。可定义等式与非等式约束。可将允许的背压值作为约束条件。3.参数化：选择网络结构中任一参数，在某一特定范围内按照指定步长改变其数值大小，进行参数化分析。可在结果中同时读取所有参数化分析结果。Bd SSDL norsom snau200400600800Frequency, Hz1000120025305 0 5 0Bd SSDL norsom snau200400600800Frequency, Hz1

6、000120025305 0 5 0SIDLAB FLOWSIDLAB Flow是一个快速1D工具用于计算消声系统在设计过程中引入的压降。 它利用two-port的方法计算网络结构中的流量分布和压降，并且将计算结果赋 值给SIDLAB Acoustics的声学计算中。某些元件的声学性能，如穿孔板，很大 程度上取决于元件内的流体流动。SIDLAB Flow计算使用的是与SIDLAB Acoustics同样的网络结构。 SIDLAB Flow计算内容：.流动分布：流体经过每个单元的流量，单位kg/s。.在一定的输入流量条件下，流体经过网络结构中每个单元所形成的压降。.每个单元内部的流动马赫数（流速

7、）。.系统中流体的压降随流量变化的曲线。 将流动引入网络结构的两种方法：.指定的源流在网络结构的一个输入端。输入的流体可定义为:流量，单位：kg/s流动速度，单位：m/s流动马赫数.几个外部稳压源与网络结构中不同的输入/输出端相连。.MDSIDLAB声学特性测试台架测试台架用于测量two-port单元的声学参数。我们提供内径为25mm、50mm、 100mm的3种标准设备。可根据用户需求，提供其他尺寸测试管道。测试台架 可承受的介质流动速度为100m/s，空气温度可达100 C。可根据更高的流动要求、 更高的温度要求与特殊气体要求对台架进行进一步更改。所有的台架组成部分均 采用激光切割和高精度

8、焊接。 SIDLAB Rig组成部分：.镀锌钢制成的测试管道。.用于1/4英寸麦克风的、采用铝合金阳极氧化处理的麦克风支架。3,功率放大器，扬声器，大功率、金属膜片声学器件。. 2个带有吸声材料的消声器。台架两端各1个，用来减少反射效应，提高 测试精度。.必要的过渡联接以连接不同尺寸的被测物体。.采用铝合金阳极氧化处理的校准器，用以在同一时间对6个麦克风进行相对校准，准确省时。.支撑，采用Bosch Rexroth的桌面支撑或地面支撑。.离心风机用以提供流动气体，变频器用以改变风扇转速。SIDLAB MEASUREMENT针对测试数据进行后处理的模块。它包含两类测试类型：two-port单元的

9、被动参数测量（如：消声器或过滤器），包括传递损失及 传递矩阵等。one-port单元的声源参数测量（如：发动机或压缩机），包括声源强度与 阻抗。计算结果可以较容易的导入SIDLAB Acoustics，使其包含在网络结构中的其 它标准元件之中。 Passive two-port此模块基于测定的传递函数来计算two-port单元的被动声学特性，例如消 声器或者过滤器。双声源位置技术用于设定两个必要的测量状态。双麦克风方法 用于将声波分解，具体做法是在声学元件两侧各设置3个麦克风，即：6麦克风， 目的是涵盖更宽的频率范围。提供了 3种麦克风布局方式。第三种布局方式是只 在声学元件两侧各设置2个麦克

10、风。可在测试之前及测试之后对入口与出口处锥 形结构对整体性能造成的影响进行补偿。输入数据：.台架几何尺寸、温度和流动数据。.测定的频域内六个麦克风之间传递函数和上游的扬声器信号。.测定的频域内六个麦克风之间传递函数和下游的扬声器信号。.六个麦克风之间的校准传递函数。计算结果：. two-port单元的传递矩阵与散射矩阵。.以dB衡量的传递损失。.以dB衡量的噪声衰减量，频率表示方式：窄带、倍频程与1/3倍频程。.基于常温测试结果获得高温下TL，以模拟发动机真实工况。e Active one-port此模块的功能是基于压力传感器测得的时间域上的数值来计算one-port声 源的声学参数。双麦克风

11、方法用于将声波分解。利用转速器信号，通过时域同步 平均方法对数据进行平均。计算结果是以转速表示的阶次域和频域数值。需要采 用多个不同负载进行测量。最后一个负载量所对应的测量值不参与计算，而是 用于验证。输入数据：.台架几何尺寸、温度和流动数据。.不同负载条件下，两个采样点处时域内的动态压力。.由声源内部旋转部分驱动的转速器获取的时域内的脉冲信号。4,机器转轴的转速。计算结果：.两个采样点处角度域内的动态压力。.声源的声强和声阻抗。SIDLAB ACQUISITIONSIDLAB Acquisition 是 SIDLAB Measurement 的扩展。它用于采集描述 two-port 单元被动

12、声学参数的测量数据（如进气或排气消声器）。数据采集系统和测试用 麦克风可和SIDLAB Acquisition成套提供。它可以依照不同理论和实际情况自 动进行测量。用户可以在测量中使用不同的激励方式（随机或步进正弦），所 有的结果均会以SIDLAB Acoustics的兼容格式存储并作为用户自定义单元用于 之后完整系统的模拟。SIDLAB Acquisition对在设计的过程中多次重复进行此类标准化测试的公司 和科研单位十分有用。SIDLAB Acquisition所利用的双声源位置技术已被证实 是最可靠、最有效的用于测量传递损失的技术。通常情况下进行这类试验时有流体通过管道。SIDLAB A

13、cquisition用户通过同 一界面上的附加选项可对风扇速度（用来实现流动）进行控制。流动速度和温度 也可以实现自动测量并且应用于计算中。 与SIDLAB Acquisition 一起成套提供的部件：.用于控制测量和结果的SIDLAB Acquisition的License。.带有USB接口的数据采集系统（NI）以及所有必需的input/output模块。.测试用麦克风。.麦克风校准器。.所有必需的线缆。.用于风扇控制和用于测量流量、气体温度及消声器压降的必要的传感器 和DAQ卡。SIDLAB发动机声源测试方案在对排气系统进行插入损失或辐射噪声进行数值分析时，需要获取发动机声 源的参数。SIDLAB技术团队提供规范化的发动机声源测试方案。利用One-port声 学模型对消声器进行设计，并计算获取进排气管道系统中的声学特性。测试中，将声源看成是one-port单元，在频域范围内，可以通过声源强度和 声学阻抗（或者反射系数）对声学one-port单元进行完整描述：其中，ps为声源声压，Zs为声源阻抗，p是出口处的声压，Z是除声源外的 系统的声学阻抗。两未知量ps和Zs将通过已知的声学负载阻抗（Z）和声压测量结果（P）决 定。由于存在两个未知数，因此需要在不同负载条件下进行两次测试，这种方法 通常