مدل‌سازی اثر تعداد و زاویه بافل در افت انتقال صدا در مافلر واکنشی

مقدمه: صدای خروجی از اگزوز خودروها اصلی‌ترین عامل ایجاد آلودگی صوتی در محیط شهری می‌باشد. جهت کاهش صدای خروجی از اگزوز خودروها از مافلر ها به عنوان یک وسیله کنترل صدای غیر فعال استفاده می‌شوند. کارایی مافلرها در کاهش میزان صدا به عوامل مختلفی وابسته است. دستیابی به شکل و ابعاد مناسب برای اجزای داخلی مافلرها میتواند کمک شایانی به طراحی مافلرهایی با افت انتقال صدای بالا و افت فشار بهینه سیال کند. بنابراین تغییر درمولفه‌های مافلر و تاثیر زاویه قرار گیری و تعداد بافل ها در مسیر جریان سیال بر میزان افت انتقال صدا در مافلر های واکنشی از طریق شبیه سازی نرم افزاری در این پژوهش مورد بررسی قرار گرفته است.روش بررسی: در مطالعه حاظر از مدل سازی نرم افزاری با استفاده از نرم افزار comsol جهت بررسی تاثیر متغیرهای هندسی مورد مطالعه بر روی افت انتقال صدا در مافلر استفاده شده است. در مرحله بعد با تغییر متغیرهای هندسی مافلر مانند تعداد و زاویه گشودگی بافل‌های مافلر و قرار دادن یک یا سه بافل دلتایی شکل با زاویه گشودگی 30، 40 و 60 درجه طرح‌های متفاوت بدست آمده و  نتایج بدست آمده جهت تعیین اثر هر متغیر مقایسه گردید.یافته‌ها: نتایج این مطالعه نشان داد که تغییر در هر یک از متغیرهای هندسی تاثیر متفاوتی بر روی افت انتقال صدای مافلر در بازه‌های فرکانسی متفاوت می‌گذارد. به طوری که با وجود افزایش میانگین افت انتقال صدا با افزایش تعداد و زاویه بافل‌ها، این فاکتور در بازه های فرکانسی مشخصی شدیدا کاهش می‌یابد و افزایش زاویه ی گشودگی بافل ها موجب کاهش طول و افزایش ارتفاع نمودار افت انتقال صدای مافلر در بازه فرکانسی 1200 الی 1500 می شود. علاوه بر این، افزایش زاویه ی گشودگی بافل ها منجر به افزایش طول و ارتفاع نمودار افت انتقال صدا مافلر و افزایش افت انتقال صدا در فرکانس های 1600 الی 2200 هرتز می شود. همچنین این تغییر موجب کاهش افت انتقال صدا مافلر در بازه ی فرکانسی بالاتر از 2200 هرتز شده است.بحث: باتوجه به یافته های این پژوهش، افت انتقال صدای مدل های مختلف مورد مطالعه در فرکانس های پایین کم می باشد و با افزایش فرکانس، میزان آن زیاد می شود. همچنین مافلرهای واکنشی در بازه های فرکانسی باریک بیشترین کارایی آکوستیکی را بویژه در فرکانس های بالا از خود نشان می دهند و دلیل کاهش میزان افت انتقال در برخی فرکانس ها را می توان به متفاوت بودن فرکانس رزونانس مافلر با فرکانس صوت مورد بررسی مربوط دانست. علاوه بر این موضوع، با افزایش زاویه یا گشودگی بافل میزان گرانروی و دانسیته سیال درون مافلر افزایش یافته و مقاومت آکوستیکی افزایش و به تبع آن افت انتقال زیاد می شود. نتیجه گیری: جهت پیش بینی عملکرد آکوستیکی مافلر ها می‌توان از نرم‌افزارcomsol  و از نتایج آن جهت بهبود طراحی استفاده کرد. این روش به بهبود آسان تر و سریع تر طراحی مافلر ها جهت افزایش افت انتقال صدا در آنها کمک شایانی می‌کند. همچنین تعداد و زاویه بافل های موجود در داخل محفظه انبساط مافلر‌های واکنشی باعث افزایش افت انتقال صدا می‌گردد. بنابراین در طراحی مافلر ها می‌توان از بافل های زاویه دار با تعداد و زاویه مناسب جهت افزایش افت انتقال صدا مافلر در فرکانس هدف استفاده کرد.

modeling the effect of the number and angle of the baffle on the sound transmission loss in reactive muffler

introduction: the sound coming from the exhaust of cars is the main cause of noise pollution in the urban environment. mufflers are used as a passive noise control device to reduce the sound coming from the exhaust of cars. the effectiveness of mufflers in reducing the volume of sound depends on various factors. achieving the right shape and dimensions for the internal components of mufflers can help design mufflers with high sound transmission loss and optimal fluid pressure loss. therefore, the change in the muffler components and the effect of the placement angle and the number of baffles in the fluid flow path on the sound transmission loss in reactive mufflers have been investigated in this research through software simulation.materials and methods: in the current study, software modeling using comsol has been used to investigate the effect of the studied geometrical variables on the sound transmission loss in the muffler. and by changing the geometric variables of the muffler, such as the number and opening angle of the muffler baffles, different designs were obtained and the results obtained were compared to the effect of each variable.results: the results of this study indicated that the change in each of the geometric variables has a different effect on the muffler sound transmission loss in different frequency ranges. so that despite the increase in the average sound transmission loss with the increase in the number and angle of the baffles, this factor is greatly reduced in certain frequency ranges.discussion: according to the findings of this research, the sound transmission loss of the different studied models is low at low frequencies and increases with increasing frequency. also, reactive mufflers show the most acoustic efficiency in narrow frequency ranges, especially in high frequencies, and the reason for the reduction in transmission loss in some frequencies can be related to the fact that the resonance frequency of the muffler is higher than the frequency of the sound under investigation. in addition to this, by increasing the angle or opening of the baffle, the viscosity and density of the fluid inside the muffler increases, and the acoustic resistance increases and, as a result, the transmission loss increases.conclusion: comsol software can be used to predict the acoustic performance of mufflers and its results can be used to improve the design. this method helps to improve the design of mufflers easier and faster to increase the loss of sound transmission in them. also, the number and angle of baffles inside the expansion chamber of reactive mufflers increases the sound transmission loss. therefore, in the design of mufflers, it is possible to use angled baffles with the right number and angle to increase the sound transmission loss of the muffler at the target frequency.