高速公路隧道內低頻交通噪聲主動控制聲場分布研究
發(fā)布時間：2021-02-28 17:14
近年來公路工程建設飛速發(fā)展,公路隧道（特別是特長隧道）越來越多,隧道內交通噪聲環(huán)境污染受到了日益關注。受公路隧道這種狹長狀半封閉長空間的影響,車輛在隧道內行駛所產生的噪聲聲壓級一般超過90dB,目前多采用降噪路面或者隧道壁噴涂吸聲材料進行被動降噪,而基于聲波干涉原理進行高速公路隧道主動降噪是一次積極嘗試。為了確定公路隧道內主動降噪技術的適用條件、實現方法和降噪效果,通過理論公式推導、現場實測和計算機仿真相結合的方法,對隧道內主動降噪聲場的規(guī)律進行了研究。本文自主研發(fā)了主動降噪設備,并在自由聲場、單墻反射聲場、隧道長空間聲場這3種環(huán)境內,對噪聲源和主動降噪設備共同作用下的噪聲信號進行了計算機模擬和現場采集分析,基于分析結果對主動降噪設備參數進行了調整�；谟邢拊碚摌嫿藶r青混凝土路面公路隧道內主動降噪聲場模型,在隧道尺寸和噪聲源位置確定的情況下,采用控制變量法模擬分析噪聲源頻率、主動聲源位置等工況因素對隧道聲場降噪效果的影響,模擬結果與現場實際隧道主動降噪試驗結果相符。主要研究結論為:（1）現場實驗分析結果表明,瀝青混凝土路面隧道內噪聲集中在80Hz～150Hz頻段,噪聲聲壓級最高值處...
【文章來源】：北京交通大學北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數】：145 頁
【學位級別】：博士
【部分圖文】：
圖２－１隧道聲場測試圖??
?要確定噪聲的聲壓級，需要先對測量用標準壓力場下的聲音傳感器進行校準，??采用標準聲源發(fā)出１０００Ｈｚ的純音信號，采樣頻率為每秒鐘１０００個采樣點，其頻??譜分析圖及時域波形如圖２－２所示：??｜＾｜麵??Ｑ０?０５?丨?１?５?２?２５?＾?０?５００?１００３?１５００??Ｆｎｑｕｗｃｙ（Ｈｚ）?｜Ｊ〇＜?電教??圖２－２標準測量用壓力場下傳感器校準（單位：Ｐａ）??Ｆｉｇ．２－２?Ｐｒｅｓｓｕｒｅ?ｆｉｅｌｄ?ｍｉｃｒｏｐｈｏｎｅ?ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ?ｆｏｒ?ｓｔａｎｄａｒｄ?ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ?（Ｕｎｉｔ：?Ｐａ）??有了標準聲源對測量用傳感器的校準，接下來即可進行高速公路隧道內的噪??聲測量。??２．３臥佛山隧道噪聲頻譜分析??為了分析隧道內噪聲頻域的特性，實驗時采用自由場標準測量用聲音傳感器??以及平行于路面及垂直于路面兩種方式來測量隧道內的噪聲，然后對測量結果進??．行分析。先隨機抽取一段噪聲信號進行分析，其時域測量結果及頻率分布圖如圖??２－３所示：??１０??
圖２－３隧道內噪聲波形及頻率分布圖（單位：Ｐａ）??Ｆｉｇ．２－３?Ｎｏｉｓｅ?ｗａｖｅ?ａｎｄ?ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ?ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ?ｉｎ?ｔｕｎｎｅｌ?（Ｕｎｉｔ：?Ｐａ）??從圖２－３可以看出，第一張圖為頻率范圍為１２ｋＨｚ時的隧道內的噪聲的頻率??分布圖，可以看出噪聲的頻率主要分布在２ｋＨｚ以下；第二張圖為噪聲的時域波形，??可以看出噪聲雜亂無章，分布參差不齊；第三張圖為根據第一張圖將頻率范圍縮??小，將柱狀圖細化的結果，可以更情況的看清噪聲頻率的分布范圍。通過上圖的??分析，可以得出結論，噪聲的頻率分布主要集中在２ｋＨｚ以下，故下面的分析，主??要針對２ｋＨＺ的頻率范圍進行分析。??２．３．１聲音傳感器平行于路面采集噪聲??測量時，首先將標準測量用自由場聲音傳感器平行于隧道內路面進行噪聲信??號采集，測量地點是臥佛山隧道內，聲音傳感器擺放在橫向距側壁１．５ｍ位置，隨??機抽�。倍卧肼曅盘栠M行分析，其結果如圖２－４所示：??１１??
【參考文獻】：
期刊論文
[1]二通道全息信號解析盲分離方法[J]. 韓峰,宋英,梅秀莊. 機械工程學報. 2011(06)
[2]管道噪聲有源控制系統的次級聲源和誤差傳感器位置優(yōu)化[J]. 劉會燈,邱阿瑞. 清華大學學報(自然科學版). 2011(03)
[3]白化處理的自然梯度盲源分離統一算法[J]. 劉鑫,馬琳,譚學治. 哈爾濱工業(yè)大學學報. 2010(07)
[4]高速公路隧道內交通噪聲預測和降噪措施[J]. 師利明. 噪聲與振動控制. 2010(02)
[5]不同聲學邊界長空間內聲場傳播的相干模型[J]. 陳妍,劉嘉俊,邱小軍. 南京大學學報(自然科學版). 2010(01)
[6]隧道交通噪聲數值模擬及調查研究[J]. 喬海濱,黃曉明. 公路交通科技. 2009(12)
[7]Active Noise Control of the Heavy Truck Interior Cab[J]. 李惠彬,劉海光,劉吉春,上官云飛. Journal of Beijing Institute of Technology. 2008(04)
[8]高速公路隧道內噪音特性研究[J]. 朱文,馬非,何川,汪洋. 重慶交通大學學報(自然科學版). 2008(06)
[9]一種通用的公路隧道洞口噪聲預報模式[J]. 王美燕,盛美萍,劉彥森. 機械設計與制造. 2007(02)
[10]基于聲線跟蹤法的穩(wěn)態(tài)聲場空間分布計算[J]. 蔣忠進,邱小軍. 南京大學學報(自然科學版). 2007(01)
博士論文
[1]長空間的聲學特性研究[D]. 陳妍.南京大學 2011
碩士論文
[1]半自由聲場低頻噪聲主動控制的次級聲源關鍵參數研究[D]. 辛陽.西南交通大學 2012
[2]三維空間噪聲主動控制方法研究[D]. 張穴.南京航空航天大學 2010
[3]露石水泥混凝土路面表面性能研究[D]. 劉柳.重慶交通大學 2008
[4]公路隧道噪聲預測及降噪措施研究[D]. 王美燕.西北工業(yè)大學 2007
[5]隧道抗滑低噪聲水泥混凝土路面研究[D]. 董雨明.長安大學 2004
[6]自適應有源反饋噪聲控制系統研究[D]. 孫華強.西北工業(yè)大學 2002
本文編號：3056181
【文章來源】：北京交通大學北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數】：145 頁
【學位級別】：博士
【部分圖文】：
圖２－１隧道聲場測試圖??
?要確定噪聲的聲壓級，需要先對測量用標準壓力場下的聲音傳感器進行校準，??采用標準聲源發(fā)出１０００Ｈｚ的純音信號，采樣頻率為每秒鐘１０００個采樣點，其頻??譜分析圖及時域波形如圖２－２所示：??｜＾｜麵??Ｑ０?０５?丨?１?５?２?２５?＾?０?５００?１００３?１５００??Ｆｎｑｕｗｃｙ（Ｈｚ）?｜Ｊ〇＜?電教??圖２－２標準測量用壓力場下傳感器校準（單位：Ｐａ）??Ｆｉｇ．２－２?Ｐｒｅｓｓｕｒｅ?ｆｉｅｌｄ?ｍｉｃｒｏｐｈｏｎｅ?ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ?ｆｏｒ?ｓｔａｎｄａｒｄ?ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ?（Ｕｎｉｔ：?Ｐａ）??有了標準聲源對測量用傳感器的校準，接下來即可進行高速公路隧道內的噪??聲測量。??２．３臥佛山隧道噪聲頻譜分析??為了分析隧道內噪聲頻域的特性，實驗時采用自由場標準測量用聲音傳感器??以及平行于路面及垂直于路面兩種方式來測量隧道內的噪聲，然后對測量結果進??．行分析。先隨機抽取一段噪聲信號進行分析，其時域測量結果及頻率分布圖如圖??２－３所示：??１０??
圖２－３隧道內噪聲波形及頻率分布圖（單位：Ｐａ）??Ｆｉｇ．２－３?Ｎｏｉｓｅ?ｗａｖｅ?ａｎｄ?ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ?ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ?ｉｎ?ｔｕｎｎｅｌ?（Ｕｎｉｔ：?Ｐａ）??從圖２－３可以看出，第一張圖為頻率范圍為１２ｋＨｚ時的隧道內的噪聲的頻率??分布圖，可以看出噪聲的頻率主要分布在２ｋＨｚ以下；第二張圖為噪聲的時域波形，??可以看出噪聲雜亂無章，分布參差不齊；第三張圖為根據第一張圖將頻率范圍縮??小，將柱狀圖細化的結果，可以更情況的看清噪聲頻率的分布范圍。通過上圖的??分析，可以得出結論，噪聲的頻率分布主要集中在２ｋＨｚ以下，故下面的分析，主??要針對２ｋＨＺ的頻率范圍進行分析。??２．３．１聲音傳感器平行于路面采集噪聲??測量時，首先將標準測量用自由場聲音傳感器平行于隧道內路面進行噪聲信??號采集，測量地點是臥佛山隧道內，聲音傳感器擺放在橫向距側壁１．５ｍ位置，隨??機抽�。倍卧肼曅盘栠M行分析，其結果如圖２－４所示：??１１??
【參考文獻】：
期刊論文
[1]二通道全息信號解析盲分離方法[J]. 韓峰,宋英,梅秀莊. 機械工程學報. 2011(06)
[2]管道噪聲有源控制系統的次級聲源和誤差傳感器位置優(yōu)化[J]. 劉會燈,邱阿瑞. 清華大學學報(自然科學版). 2011(03)
[3]白化處理的自然梯度盲源分離統一算法[J]. 劉鑫,馬琳,譚學治. 哈爾濱工業(yè)大學學報. 2010(07)
[4]高速公路隧道內交通噪聲預測和降噪措施[J]. 師利明. 噪聲與振動控制. 2010(02)
[5]不同聲學邊界長空間內聲場傳播的相干模型[J]. 陳妍,劉嘉俊,邱小軍. 南京大學學報(自然科學版). 2010(01)
[6]隧道交通噪聲數值模擬及調查研究[J]. 喬海濱,黃曉明. 公路交通科技. 2009(12)
[7]Active Noise Control of the Heavy Truck Interior Cab[J]. 李惠彬,劉海光,劉吉春,上官云飛. Journal of Beijing Institute of Technology. 2008(04)
[8]高速公路隧道內噪音特性研究[J]. 朱文,馬非,何川,汪洋. 重慶交通大學學報(自然科學版). 2008(06)
[9]一種通用的公路隧道洞口噪聲預報模式[J]. 王美燕,盛美萍,劉彥森. 機械設計與制造. 2007(02)
[10]基于聲線跟蹤法的穩(wěn)態(tài)聲場空間分布計算[J]. 蔣忠進,邱小軍. 南京大學學報(自然科學版). 2007(01)
博士論文
[1]長空間的聲學特性研究[D]. 陳妍.南京大學 2011
碩士論文
[1]半自由聲場低頻噪聲主動控制的次級聲源關鍵參數研究[D]. 辛陽.西南交通大學 2012
[2]三維空間噪聲主動控制方法研究[D]. 張穴.南京航空航天大學 2010
[3]露石水泥混凝土路面表面性能研究[D]. 劉柳.重慶交通大學 2008
[4]公路隧道噪聲預測及降噪措施研究[D]. 王美燕.西北工業(yè)大學 2007
[5]隧道抗滑低噪聲水泥混凝土路面研究[D]. 董雨明.長安大學 2004
[6]自適應有源反饋噪聲控制系統研究[D]. 孫華強.西北工業(yè)大學 2002
本文編號：3056181
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