本技術(shù)涉及車輛零部件，尤其是涉及一種催化轉(zhuǎn)化器的聲學(xué)特征計算方法、系統(tǒng)、設(shè)備及存儲介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、催化轉(zhuǎn)化器作為汽車排氣系統(tǒng)中的關(guān)鍵組件，主要用于將有害的廢氣成分轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)，從而降低對環(huán)境的污染，催化轉(zhuǎn)化器的性能要求也不斷提高，除了凈化功能外，催化轉(zhuǎn)化器在排氣噪聲的控制方面也扮演著重要角色，因此其聲學(xué)特性對于整車的整體性能尤為關(guān)鍵。

2、近年來，汽車設(shè)計趨向于緊湊化，以適應(yīng)更高的燃油效率和空間利用率。這種設(shè)計趨勢使得傳統(tǒng)的分體式排氣消聲器與催化轉(zhuǎn)化器的布局逐漸被一體化的設(shè)計所取代。通過將消聲器和催化轉(zhuǎn)化器集成到一個單元中，不僅可以節(jié)省空間，還能優(yōu)化排氣流動，提高整體系統(tǒng)的效率，此外，市場上對汽車噪聲控制的需求日益增加，消費者對于車輛靜音性能的要求也在不斷提升，這促使汽車制造商不得不考慮更為復(fù)雜的排氣系統(tǒng)設(shè)計，以滿足用戶對舒適性和駕駛體驗的期望。

3、相關(guān)技術(shù)中，雖然已經(jīng)有部分研究探討了催化轉(zhuǎn)化器的熱性能與流體動力學(xué)特性，但對于其聲學(xué)特性，尤其是在一體化設(shè)計下的聲學(xué)表現(xiàn)，仍缺乏系統(tǒng)性的研究，而研究催化轉(zhuǎn)化器的聲學(xué)特性對分析整個排氣消聲器的消聲特性有著重要的意義，因此，如何有效地評估和基于評估提升催化轉(zhuǎn)化器的聲學(xué)特性，以實現(xiàn)最佳的排氣消聲效果，成為當(dāng)前亟待解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本技術(shù)旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中對于催化轉(zhuǎn)化器聲學(xué)特征的消聲性能并沒有準(zhǔn)確可靠的獲取判斷方法的問題，因此，提出一種催化轉(zhuǎn)化器的聲學(xué)特征計算方法、系統(tǒng)、設(shè)備及存儲介質(zhì)。

2、為了實現(xiàn)上述目的，第一方面，本技術(shù)提供一種催化轉(zhuǎn)化器的聲學(xué)特征計算方法，包括：

3、獲取催化轉(zhuǎn)化器的結(jié)構(gòu)參數(shù)信息，所述結(jié)構(gòu)參數(shù)信息包括直管段結(jié)構(gòu)信息、載體段結(jié)構(gòu)信息及交界段結(jié)構(gòu)信息。

4、基于所述結(jié)構(gòu)參數(shù)信息中的各段結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)以及氣體參數(shù)數(shù)據(jù)，建立所述催化轉(zhuǎn)化器的整體數(shù)學(xué)模型，其中，所述整體數(shù)學(xué)模型包括直管段數(shù)學(xué)模型以及載體段數(shù)學(xué)模型；

5、根據(jù)所述整體數(shù)學(xué)模型，確定所述催化轉(zhuǎn)化器的聲學(xué)傳遞損失模型；

6、在不同氣流馬赫數(shù)情況下，基于所述聲學(xué)傳遞損失模型，確定所述催化轉(zhuǎn)化器在不同頻率下的傳遞損失。

7、在可能實現(xiàn)的一些實施例中，所述基于所述結(jié)構(gòu)參數(shù)信息中的各段結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)以及氣體參數(shù)數(shù)據(jù)，建立所述催化轉(zhuǎn)化器的整體數(shù)學(xué)模型，包括：

8、在忽略氣體的粘滯性情況下，基于所述直管段的結(jié)構(gòu)信息以及小振幅聲波的一維平面波理論，建立所述直管段數(shù)學(xué)模型；

9、在考慮氣體的流速和粘滯性、以及交界處截面突然收縮與突然擴(kuò)張情況下，基于所述載體段結(jié)構(gòu)信息及準(zhǔn)平面理論，建立所述載體段數(shù)學(xué)模型；

10、根據(jù)所述直管段數(shù)學(xué)模型以及所述載體段數(shù)學(xué)模型，建立所述催化轉(zhuǎn)化器的整體數(shù)學(xué)模型。

11、在可能實現(xiàn)的一些實施例中，所述在忽略氣體的粘滯性情況下，基于所述直管段結(jié)構(gòu)信息以及小振幅聲波的一維平面波理論，建立所述直管段數(shù)學(xué)模型，包括：

12、基于小振幅聲波的一維平面波理論，得到直管段對應(yīng)的質(zhì)點振速及波動量；

13、基于所述直管段結(jié)構(gòu)信息、所述質(zhì)點振速及所述波動量，確定直管段進(jìn)口與出口處的聲壓和質(zhì)點振速的第一傳遞矩陣，其中，所述第一傳遞矩陣構(gòu)成所述直管段數(shù)學(xué)模型；

14、所述第一傳遞矩陣表達(dá)式為：

15、式中，a1，b1，c1，d1為直管段的四級參數(shù)，pi，vi分別為直管段入口處聲壓和質(zhì)點振速，p0，v0分別為直管段出口處的聲壓和質(zhì)點振速。

16、在可能實現(xiàn)的一些實施例中，所述在考慮氣體的流速和粘滯性、以及交界處截面突然收縮與突然擴(kuò)張情況下，基于所述載體段結(jié)構(gòu)信息及準(zhǔn)平面理論，建立所述載體段數(shù)學(xué)模型，包括：

17、基于考慮氣體流速和熱粘性效應(yīng)時細(xì)小管道內(nèi)聲傳播的準(zhǔn)平面理論、以及所述載體段結(jié)構(gòu)信息，建立載體段的細(xì)小管數(shù)學(xué)模型；

18、基于直管段與載體段的臨界面處聲壓相等、體積速度連續(xù)，建立載體段的交界處的出入口數(shù)學(xué)模型；

19、根據(jù)所述細(xì)小管數(shù)學(xué)模型以及所述交界處的出入口數(shù)學(xué)模型，確定所述載體段數(shù)學(xué)模型。

20、在可能實現(xiàn)的一些實施例中，所述在考慮氣體的流速和粘滯性、以及交界處截面突然收縮與突然擴(kuò)張情況下，基于所述載體段結(jié)構(gòu)信息及準(zhǔn)平面理論，建立所述載體段數(shù)學(xué)模型，還包括：

21、所述細(xì)小管數(shù)學(xué)模型對應(yīng)的傳遞矩陣表達(dá)式為：

22、

23、式中，分別為細(xì)小管進(jìn)口的聲壓以及質(zhì)點振速，分別為細(xì)小管出口處的聲壓以及質(zhì)點振速，分別為細(xì)小管的四級參數(shù)；

24、所述載體段數(shù)學(xué)模型對應(yīng)的第二傳遞矩陣表達(dá)式為：

25、

26、式中，分別為載體段進(jìn)口處的聲壓以及質(zhì)點振速，分別為載體段出口處的聲壓以及質(zhì)點振速,分別為載體段的四級參數(shù)，其中，，，，，為穿孔率。

27、在可能實現(xiàn)的一些實施例中，所述根據(jù)所述直管段數(shù)學(xué)模型以及所述載體段數(shù)學(xué)模型，建立所述催化轉(zhuǎn)化器的整體數(shù)學(xué)模型，包括：

28、所述催化轉(zhuǎn)化器的整體數(shù)學(xué)模型對應(yīng)的傳遞矩陣表達(dá)式為：

29、

30、其中，

31、

32、

33、式中，，，，分別為催化轉(zhuǎn)化器整體的四級參數(shù)，，，，分別為直管段的四級參數(shù),,分別為催化轉(zhuǎn)化器整體入口處的聲壓和質(zhì)點振速，,分別為催化轉(zhuǎn)化器整體出口處的聲壓和質(zhì)點振速。

34、在可能實現(xiàn)的一些實施例中，所述在不同氣流馬赫數(shù)情況下，基于所述聲學(xué)傳遞損失模型，確定所述催化轉(zhuǎn)化器在不同頻率下的傳遞損失，包括：

35、獲取直管段及載體段的截止頻率，基于所述截止頻率確定所述聲學(xué)傳遞損失模型計算的頻率取值范圍；

36、在所述頻率取值范圍內(nèi)，基于所述聲學(xué)傳遞損失模型，確定不同氣流馬赫數(shù)對應(yīng)的不同頻率下的傳遞損失；

37、其中，所述聲學(xué)傳遞損失模型對應(yīng)表達(dá)式為：

38、

39、式中，為密度波動，為聲速，，，，分別為催化轉(zhuǎn)化器的四級參數(shù)。

40、本技術(shù)提供的上述技術(shù)方案，與現(xiàn)有技術(shù)相比較，至少包括如下技術(shù)效果或優(yōu)點：

41、1）方法通過結(jié)合催化轉(zhuǎn)化器幾何結(jié)構(gòu)特性進(jìn)行分段建立數(shù)學(xué)模型，在進(jìn)行直管段數(shù)學(xué)模型建立時，忽略氣體的粘滯性，以建立直管段進(jìn)口與出口處的聲壓和質(zhì)點振速的傳遞矩陣關(guān)系，而在進(jìn)行催化轉(zhuǎn)化器載體段數(shù)學(xué)模型建立時，分別建立催化轉(zhuǎn)化器載體與圓形直管的交界處傳遞矩陣以及細(xì)小管入口與出口的傳遞矩陣，并且，對于載體段的細(xì)小管充分考慮氣體流速和熱粘性效應(yīng)，以得到催化轉(zhuǎn)化器載體段數(shù)學(xué)模型的傳遞矩陣，結(jié)合直管段與催化轉(zhuǎn)化器載體段的數(shù)學(xué)模型，以得到催化轉(zhuǎn)化器數(shù)學(xué)模型的傳遞矩陣，最后，通過催化轉(zhuǎn)化器總傳遞矩陣，得到整個催化轉(zhuǎn)化器的聲學(xué)傳遞損失模型，基于該聲學(xué)傳遞損失模型，快速得到不同氣流馬赫數(shù)對應(yīng)催化轉(zhuǎn)化器在不同頻率下的傳遞損失。

42、2）通過本技術(shù)提供的方法得到催化轉(zhuǎn)化器在不同馬赫數(shù)及頻率下的傳遞損失，可以快速分析催化載體在不同頻帶的消聲量，同時可以分析載體的直徑、長度、孔密度、穿孔率以及孔直徑等參數(shù)對催化轉(zhuǎn)化器消聲性能（傳遞損失）的影響，以及還可以分析不同氣流速度對催化轉(zhuǎn)化器消聲性能（傳遞損失）的影響。

43、第二方面，本技術(shù)提供一種催化轉(zhuǎn)化器的聲學(xué)特征計算系統(tǒng)，包括：

44、獲取模塊，被配置為獲取催化轉(zhuǎn)化器的結(jié)構(gòu)參數(shù)信息，所述結(jié)構(gòu)參數(shù)信息包括直管段結(jié)構(gòu)信息、載體段結(jié)構(gòu)信息及交界段結(jié)構(gòu)信息。

45、模型創(chuàng)建模塊，被配置為基于所述結(jié)構(gòu)參數(shù)信息中的各段結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)以及氣體參數(shù)數(shù)據(jù)，建立所述催化轉(zhuǎn)化器的整體數(shù)學(xué)模型，其中，所述整體數(shù)學(xué)模型包括直管段數(shù)學(xué)模型以及載體段數(shù)學(xué)模型；

46、確定模塊，被配置為根據(jù)所述整體數(shù)學(xué)模型，確定所述催化轉(zhuǎn)化器的聲學(xué)傳遞損失模型；

47、傳遞損失計算模塊，被配置為在不同氣流馬赫數(shù)情況下，基于所述聲學(xué)傳遞損失模型，確定所述催化轉(zhuǎn)化器在不同頻率下的傳遞損失。

48、第三方面，本技術(shù)還提供一種電子設(shè)備，包括：

49、至少一個處理器；

50、以及與所述至少一個處理器通信連接的存儲器；其中，

51、所述存儲器存儲有可被所述至少一個處理器執(zhí)行的指令，所述指令被所述至少一個處理器執(zhí)行，以使所述至少一個處理器能夠執(zhí)行上述第一方面提供任一項所述的一種催化轉(zhuǎn)化器的聲學(xué)特征計算方法的步驟。

52、第四方面，本技術(shù)還提供一種計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機(jī)程序指令，所述計算機(jī)程序指令被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)上述第一方面提供任一項所述的一種催化轉(zhuǎn)化器的聲學(xué)特征計算方法的步驟。

53、可以理解的是，上述第二方面、第三方面和第四方面提供技術(shù)方案的有益效果可以參見上述第一方面中的相關(guān)描述，在此不再贅述。

54、本技術(shù)的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本技術(shù)的實踐了解到。