本文針對(duì)城市交通產(chǎn)生的振動(dòng)與噪聲問題,基于周期結(jié)構(gòu)相關(guān)理論,將城市中周期重復(fù)種植的綠化林視為天然的大尺度聲子晶體,研究其對(duì)交通振動(dòng)的衰減效應(yīng)。通過有限元軟件COMSOL5.3a建立三維典型“植株-土壤”單元,根據(jù)Bloch理論,在模型邊界上添加相應(yīng)的周期邊界條件,從而來代表整片周期綠化林場(chǎng),進(jìn)而通過有限元法計(jì)算得到林場(chǎng)整體的頻散曲線。利用聲錐法和應(yīng)變能法確定城市綠化林的表面波帶隙范圍�；谌S理論模型,探討了土壤彈性模量、種植間距、樹徑和樹高等關(guān)鍵模型參數(shù)對(duì)頻率衰減域的影響。最后,通過建立三維仿真物理場(chǎng)以及戶外振動(dòng)測(cè)試試驗(yàn),驗(yàn)證了周期綠化林減振的有效性。結(jié)果表明,仿真模型的衰減域與理論計(jì)算的表面波帶隙范圍一致:越大的土壤模量導(dǎo)致更寬和更高頻率的帶隙:樹徑較大,樹距越小的綠化林可以產(chǎn)生較低頻率和更寬的帶隙;隨著樹高的增加越易獲得低頻帶隙。本研究為人工定量設(shè)計(jì)綠化林以減弱特定頻率范圍（≤80Hz）的地面振動(dòng)提供了新的視角以及理論依據(jù)。本文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)為:從周期結(jié)構(gòu)（聲子晶體）的視角,建立植被的動(dòng)力學(xué)三維模型,根據(jù)材料學(xué)和物理學(xué)微觀領(lǐng)域中聲子晶體帶隙計(jì)算方法,提出了一套適用于計(jì)算大尺度周期林... 

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
1 引言
    1.1 研究背景及意義
    1.2 城市交通引起的振動(dòng)與噪聲
        1.2.1 城市交通中振動(dòng)與噪聲的危害
        1.2.2 工程中常見的振動(dòng)與噪聲的控制措施
    1.3 城市綠化林減振降噪研究現(xiàn)狀
    1.4 彈性波帶隙材料的研究現(xiàn)狀
    1.5 基于周期理論的城市綠化林減振研究現(xiàn)狀
    1.6 研究的內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)
        1.6.1 研究的主要內(nèi)容
        1.6.2 本研究的創(chuàng)新點(diǎn)
2 周期結(jié)構(gòu)衰減域的計(jì)算方法
    2.1 周期結(jié)構(gòu)的基本概念
        2.1.1 周期結(jié)構(gòu)的周期性描述
        2.1.2 周期結(jié)構(gòu)的布里淵區(qū)
        2.1.3 周期結(jié)構(gòu)的Bloch定理
    2.2 周期邊界條件
    2.3 周期結(jié)構(gòu)衰減域計(jì)算的有限元法
    2.4 理論計(jì)算結(jié)果的后處理方法
    2.5 案例驗(yàn)證
    2.6 本章小結(jié)
3 城市綠化林衰減特性分析
    3.1 研究對(duì)象及參數(shù)
    3.2 衰減域影響因素分析
        3.2.1 土壤彈性模量對(duì)衰減域的影響
        3.2.2 樹間距的影響
        3.2.3 樹半徑的影響
        3.2.4 樹高的影響
    3.3 衰減域形成機(jī)理分析
    3.4 本章小結(jié)
4 城市綠化林場(chǎng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)分析
    4.1 基本理論及計(jì)算模型
    4.2 數(shù)值模擬分析
    4.3 本章小結(jié)
5 城市綠化林戶外振動(dòng)試驗(yàn)分析
    5.1 試驗(yàn)場(chǎng)地及儀器
    5.2 試驗(yàn)結(jié)果分析
        5.2.1 周期林場(chǎng)地
        5.2.2 少林場(chǎng)地
        5.2.3 無林場(chǎng)地
    5.3 本章小結(jié)
6 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 研究工作的思考和展望
參考文獻(xiàn)
個(gè)人簡(jiǎn)介
導(dǎo)師簡(jiǎn)介
獲得成果目錄
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
[1]幾種綠墻植物聲學(xué)特性測(cè)試及降噪效果研究[D]. 陳驊.華南理工大學(xué) 2016
[2]居民小區(qū)交通噪音污染防治方案及其可行性研究[D]. 肖雪.華南理工大學(xué) 2014



本文編號(hào)：3734666