發(fā)布時間：2017-05-16 10:06

  本文關鍵詞：公路隧道內噪聲聲場的有限元仿真及試驗研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著我國公共交通行業(yè)的快速發(fā)展,其中的隧道建設愈發(fā)迅猛,公路交通噪聲也成為了城市噪聲污染的重要組成部分,同時公路隧道內的噪聲問題也引得市民百姓及相關從業(yè)人員的高度關注。本文針對公路隧道內的交通噪聲問題,采用了聲學有限元方法,建立了公路隧道內的噪聲有限元模型,同時進行了公路隧道內的噪聲試驗,對公路隧道內的交通噪聲問題進行了多方面的研究。首先通過地下試驗隧道的噪聲揚聲器試驗,得出了針對不同聲源屬性的隧道聲場特性。在此基礎上,利用所得成果,應用Virtual. Lab噪聲分析軟件的有限元計算模塊完成隧道內同等情況下的模擬聲場分析,并對曲線隧道的聲場特性進行了專項研究。對比實測與模擬結果,驗證了隧道聲場仿真與實際測試的一致性。之后,在某公路隧道內完成了一些不便于仿真的試驗測試,分析了不同真車速度、不同路面材料、是否噴涂吸聲材料等情況下的隧道聲場。最后,利用統(tǒng)計學編程語言R對已有成果進行統(tǒng)計、挖掘,尋找其中的規(guī)律與聯(lián)系,為隧道內的噪聲主動控制打下理論基礎。在本文的測試與仿真條件下,通過研究得到如下結論。噪聲源距離地面越高,則測聲點處的噪聲越小。針對125Hz的噪聲而言,機動車駕駛員位置處的噪聲比路肩位置處的噪聲高約9dB。對于500Hz及以下頻率,當噪聲源位于隧道橫向中央時,其產生的噪聲相比較噪聲源位于隧道橫向兩側時的要大約4dB。吸聲材料對于路肩位置處的吸聲效果優(yōu)于道路位置處約2dB。吸聲材料對于低頻噪聲的吸聲效果較差,而對于所選取的其他頻率,均有明顯的降噪效果。隨著公路隧道平面曲線半徑的變化,相應的聲壓級并沒有產生明顯變化。對于在公路隧道內行駛的車輛來說,當車速在30km/h至70km/h之間變化時,每增加20km/h,測聲點處的聲壓級增加4-6dB。瀝青路面的噪聲等效A聲級要比混凝土路面低大約3dB。
【關鍵詞】：公路隧道 曲線隧道 聲場測試與仿真 有限元法 噪聲控制
【學位授予單位】：北京交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U456
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-12
• 1 引言12-20
• 1.1 論文背景及意義12-14
• 1.2 國內外研究現狀14-17
• 1.2.1 長空間聲場研究14-16
• 1.2.2 公路隧道內交通噪聲研究16-17
• 1.3 研究內容與方法17-20
• 2 隧道內聲場的仿真研究20-42
• 2.1 公路隧道結構簡介20-21
• 2.1.1 隧道結構20
• 2.1.2 隧道襯砌及吸聲材料20-21
• 2.1.3 隧道路面21
• 2.2 隧道有限元模型參數選擇21-25
• 2.2.1 建模軟件介紹21-23
• 2.2.2 隧道聲學邊界條件23-24
• 2.2.3 單元網格尺寸24
• 2.2.4 邊界及壁面吸聲屬性24-25
• 2.3 隧道有限元模型的建立25-30
• 2.4 不同噪聲源布置時隧道內聲場分布特征30-41
• 2.4.1 噪聲源振幅大小對聲場影響的研究30-33
• 2.4.2 噪聲源橫向位置變動對聲場影響的研究33-35
• 2.4.3 噪聲源豎向位置變動對聲場影響的研究35-38
• 2.4.4 噪聲源縱向位置變動對聲場影響的研究38-41
• 2.5 本章小結41-42
• 3 平面曲線半徑對隧道內的聲場影響42-64
• 3.1 曲線隧道模型建立42-45
• 3.2 曲線隧道建模仿真結果45-54
• 3.2.1 曲線半徑為100米時的隧道建模結果46-48
• 3.2.2 曲線半徑為200米時的隧道建模結果48-49
• 3.2.3 曲線半徑為300米時的隧道建模結果49-51
• 3.2.4 曲線半徑為400米時的隧道建模結果51-52
• 3.2.5 曲線半徑為500米時的隧道建模結果52-54
• 3.3 曲線隧道內的噪聲聲場分析54-61
• 3.3.1 曲線半徑與縱向方向上測聲位置處的噪聲關系54-56
• 3.3.2 測聲點位置之間的RMS聲壓級對比56-61
• 3.4 曲線隧道距聲源5米遠處截面的聲壓云圖對比61-63
• 3.5 本章小結63-64
• 4 基于揚聲器試驗的隧道噪聲測試64-88
• 4.1 隧道噪聲測試設備的標準及檢驗64-68
• 4.1.1 聲級計的主要性能64
• 4.1.2 測試設備簡介64-66
• 4.1.3 測試設備的校驗66-68
• 4.2 隧道噪聲測試內容及方法68-74
• 4.2.1 試驗隧道概況68-69
• 4.2.2 測試方法69
• 4.2.3 測試內容69-72
• 4.2.4 測試成果72-74
• 4.3 噪聲測試數據處理74-86
• 4.3.1 處理流程簡介74
• 4.3.2 使用MATLAB進行數據處理74-80
• 4.3.3 使用Audition進行數據處理80-83
• 4.3.4 引入效率軟件83-85
• 4.3.5 處理結果85-86
• 4.4 本章小結86-88
• 5 隧道噪聲試驗數據分析88-120
• 5.1 分析預處理88-90
• 5.1.1 R語言簡介88
• 5.1.2 數據整理與驗核88-90
• 5.2 仿真與測試數據對比90-92
• 5.3 隧道實驗室數據分析92-111
• 5.3.1 不同參數情況對比92-94
• 5.3.2 吸聲情況對比94-101
• 5.3.3 聲源位置情況對比101-109
• 5.3.4 測聲位置情況對比109-110
• 5.3.5 不同噪聲大小對比110-111
• 5.4 公路隧道隧道數據分析111-119
• 5.4.1 聲源位置情況對比111-115
• 5.4.2 混凝土隧道路面與瀝青路面對比115-116
• 5.4.3 不同車速情況下隧道內的噪聲對比116-119
• 5.5 本章小結119-120
• 6 結論與展望120-124
• 6.1 結論120-121
• 6.2 展望121-124
• 參考文獻124-128
• 附錄A128-132
• 附錄B132-134
• 作者簡歷134-138
• 學位論文數據集138

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