二次余数扩散体声屏障顶部结构的抗性优化研究

摘要

声屏障作为防治道路交通噪声污染的有效途径,在道路交通噪声污染防治中得到较大的应用。建造道路声屏障相对于车辆本身的噪声治理虽然被动,但仍然是改善道路沿线居住和办公环境的有效措施。交通噪声主要通过透射、反射和绕射到达声屏障后方的受声点,而绕射成为降低声屏障降噪性能的主要因素。因此声屏障顶部结构的设计成为研究的热点。国内外研究表明,大多数声屏障对中高频噪声作用显著,对中低频声音效果并不明显,而交通噪声主要集中在中低频。为了增加声屏障对中低频噪声的降噪作用,论文将二次余数扩散体应用于声屏障顶部,并对该结构展开了一系列的优化研究。
　　本文针对穿孔板/微穿孔板二次余数扩散体复合结构在声屏障顶部结构上的应用,以治理道路交通噪声问题进行了一系列的研究。其中包括数值模拟、二次余数扩散体缩尺模型阻抗管实验优化研究以及对顶端结构为二次余数扩散体的声屏障结构进行插入损失的优化研究。数值模拟采用大型声学测试分析软件SYSNOISE对直立型及顶端为二次余数扩散体结构的声屏障进行数值模拟,确定声屏障顶端应用二次余数扩散体结构后降噪性能得到很好的改善,其插入损失比直立型声屏障高3-7dB。二次余数扩散体缩尺模型阻抗管实验抗性优化研究表明,二次余数扩散体结构经过与穿孔板/微穿孔板复合之后,同时获得了两种结构的优点,吸收峰明显改善,从0.2提高到0.6以上;阻抗率与吸声系数具有一定的相关吻合性,其声抗幅值基本和吸声系数峰值所在的频带范围重合。顶部为二次余数扩散体结构的声屏障半消声室实验优化研究主要将二次余数扩散体与抗性结构进行复合,二次余数扩散体顶部声屏障的降噪性能起到很大的优化作用,尤其是当二次余数扩散体结构与板厚为0.8mm,穿孔率为2％的微穿孔板复合时,优化作用相当明显,比单一二次余数扩散体结构高5dB。针对目前传统的声屏障在中低频降噪效果非常差的现状,这种新型的二次余数扩散体型声屏障在中低频则有非常好的降噪效果,非常适合应用于交通噪声的治理,有很广阔的应用前景,这也为以后城市道路声屏障的设计提供重要的理论基础和参考依据。

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第一章 绪论

1.1课题研究背景

1.2国内外声屏障的研究现状和发展趋势

1.3二次余数扩散体结构的研究现状和发展趋势

1.4课题的研究意义和研究内容

1.5本章小结

第二章 声屏障的顶部结构

2.1声屏障的基础理论

2.2声屏障顶部结构所用吸声材料与结构

2.3本章小结

第三章 声屏障降噪效果计算机模拟

3.1边界元方法简介

3.2计算机仿真过程及参数设置

3.3计算机仿真模拟声屏障降噪效果及分析

3.4本章小结

第四章 QRD缩尺模型吸声性能阻抗管实验研究

4.1实验仪器与材料

4.2 QRD结构吸声系数测试

4.3 QRD结构阻抗率测试

4.4本章小结

第五章 顶部为QRD结构的声屏障模型降噪性能及其优化研究

5.1声屏障插入损失的测量方法

5.2声屏障声学性能测试与分析

5.4 本章小结

第六章 总结与展望

6.1研究总结

6.2研究展望

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间已发表或录用的论文