城市隧道噪声实测与降噪措施研究

城市隧道内噪声对环境影响不容忽视,直接影响到人们的身心健康,需对其进行系统深入研究。选取了8座典型隧道进行噪声实测,对隧道实际噪声、隧道单车噪声、噪声频谱特性和隧道混响时间等进行详细分析。主要结论如下:(1)隧道内噪声主要是中低频噪声,隧道内噪声平均高于隧道外噪声8.6 d BA,隧道长度、断面形式、车流量以及车速等对隧道内噪声影响较大。(2)单车车速从40 km/h增大到80 km/h的过程中,车速每增加1 km/h,噪声值平均增加0.35 d BA。(3)隧道内中低频噪声的混响时间最长(6 s左右),中低频是隧道噪声的主要频段,这也是隧道内噪声偏高的主要原因之一,通过有效的降噪设计,隧道内噪声可降低4~5 d B。     

新型泡沫铝声屏障在高速公路中应用研究

为改善高速公路噪声污染日益严重问题,安徽省池州长江公路大桥接线殷家汇互通I匝道处,引用一段综合性能更优越的泡沫铝声屏障。该声屏障以泡沫铝材为主材的吸声共振型声屏障,其吸声特性为:吸声主频率为300～400Hz,对600Hz以下的低频噪声吸声率可达到60%～90%。通过噪声频谱分析仪实地噪声污染监测,新型泡沫铝声屏障现场实际测量插入损失为彩钢板声屏障的2.17倍,具有推广运用价值。     

聚合物-粉煤灰陶粒声屏障材料制备及吸隔声性能研究

采用粉煤灰陶粒作为轻骨料,聚合物环氧树脂作为粘结剂,制备多孔声屏障材料,研究了粉煤灰陶粒粒径大小、级配组成、掺加材料、背后空腔对吸声隔声性能的影响。结果表明:不同粒径大小的试件均在低频附近产生一个最大吸声峰值,随着粒径的增大,最大吸声峰向高频方向移动;复合级配组合使最大吸声峰值向低频移动,对隔声性能有所提高;掺加橡胶粉对高频吸声性能有所改善,低频吸声和隔声均影响较小;增加空腔对低频的吸声有较大改善,且厚度越大,吸声效果越好。     

淤污泥陶砂在高速公路声屏障工程中的应用

利用淤污泥陶砂制备声屏障材料,研究其密度、抗压强度、吸声性能和抗冻性能,并应用于实际工程。实验证明,该声屏障密度为780kg/m3;28d抗压强度4.8MPa;平均吸声系数0.70,在交通频率集中的800～1 200Hz状态下平均吸声系数为0.86;15次冻融循环,质量损失为0。     

橡胶沥青混合料吸声特性的研究

拌制密级配、多孔隙、沥青玛蹄脂碎石及开级配等橡胶沥青混合料(对照组)试件及一般沥青混合料(控制组)试件,探讨试件厚度、粒料级配、粒料粒径、孔隙率及表面纹理等对其吸声特性的影响。研究结果表明,橡胶沥青混合料及一般沥青混合料具有相同的吸声特性,孔隙率越大者其吸声效果越佳,但粒径大小对吸声效果影响不大。路面纹理深度会影响到吸声效果,纹理越深者吸声能力越好。吸声系数峰值的频率与试件厚度有关,当试件厚度越厚时吸声系数峰值的频率越低。就整体而言,橡胶沥青混合料的吸声特性优于一般沥青混合料。     

典型车辆目标声信号产生机理与特性分析

声信号特性是重要的目标特性,对车辆声信号特性的分析是其对抗现代声侦察探测和打击的重要基础。本文采用理论分析和实测相结合的方法,分析典型车辆目标的声学特性,为对抗采用被动声探测技术的侦察和打击手段提供理论和数据支撑。结果表明：轮式车辆和履带式车辆声能量主要集中在400Hz以下的低频范围,车辆声信号频谱包括比较清晰的谐频成分,随着车辆接近传感器,信号高频部分的谐频成分逐渐增多。谐频成分的分布规律是区别不同车辆类型的重要特征。     

泡沫混凝土声屏障吸声特性研究

为研究泡沫混凝土声屏障的吸声特性,针对复合型声屏障的结构形式及声屏障的顶端结构类型建立优化模型。基于声屏障的吸声基本理论和环境声学的边界元理论,利用交通噪音的频谱特性,分析不同声屏障高度及不同受声点高度时声屏障插入损失分布规律的影响,研究了复合型声屏障的结构形式及声屏障的顶端结构类型对声屏障插入损失分布规律的影响。研究结果表明:泡沫混凝土吸声型声屏障在近声源侧,声屏障插入损失为零;在远声源侧,声屏障插入损失的分布分为干涉、衰减及稳定3个阶段。声屏障的高度和受声点高度仅能影响近距离的声场分布,在远声源侧稳定阶段各高度的声屏障插入损失相差不超过0.2 d B;复合型声屏障在近声源侧声屏障插入损失存在负值,吸-隔-吸组合形式的复合型声屏障降噪效果最优;顶端结构为圆弧形声屏障的降噪效果优于30°折壁型和直壁型。     

钻爆法施工隧道噪声传播特性研究

钻爆法施工的隧道囿于半封闭环境和大功率高噪声机械分布集中的特点，施工噪声问题相比地面工程更加严峻。其中，尤以钻炮眼工序声压级最高。为研究隧道施工过程中工人接触的噪声大小和类型以及噪声在隧道内的传播规律，依托拉泽快速路圭嘎拉隧道工程，通过施工现场实测和Comsol Multiphysics软件声学数值模拟互相验证，发现掌子面工人工作区域的中高频噪声普遍达到105 dB(A)及以上，掌子面钻炮眼噪声传播至二次衬砌和仰拱区域后仍达到90 dB(A)，同时危害二次衬砌和仰拱区域施工人员健康。洞内空间声压级分布受洞内构筑物和边界条件影响，轴线方向衰减速率不均匀，同一断面内声能量由于拱形断面声聚焦效应，呈现同一断面内底板中线以上3～4 m局部声压级高于拱周的状态。     

柴油机低频啸叫噪声识别与控制

针对某4缸柴油机,在怠速时转速800 r/min时出现了低频啸叫的噪声抱怨开展研究。首先使用车内噪声1/3倍频程频谱图确认该抱怨噪声的频率为315Hz附近,其次通过声强法识别技术,以及对于此类噪声的判别工程经验,确认噪声源为发动机前端轮系的啮合噪声,主要抱怨频率为320Hz。     

噪声软件在多孔沥青混凝土路面降噪中的应用

现场或者室内试验的实测数据难以将多孔沥青混凝土路面的降噪性能进行理论化,因此,选择合适的吸声模型和计算软件将直接影响降噪性能理论分析的准确性。通过比较目前流行的几款噪声分析软件,结合多孔沥青混凝土路面的特性,选择全球首款全频段振动噪声软件PAM VA ONE,建立Allard-Johnson吸声模型,计算得到不同空隙率沥青混凝土试件的吸声频谱和平均吸声系数。室内吸声系数试验表明,采用Allard-Johnson吸声模型在PAM VA ONE软件中得到的计算值与试验实测值之间的相似系数达0.9,PAM VA ONE软件分析多孔沥青混凝土路面噪声的可靠性较高。     

基于直接CAA与SEA的汽车风噪预测与控制

本文中对某一SUV风噪的预测与控制进行研究。首先基于风洞测试进行风噪声源特性与传递路径的分析,发现泄漏噪声主要发生在500 Hz以上中高频段,车底风噪主要集中于800 Hz以下中低频段,而在外形噪声中,由车顶和四门传递的风噪的贡献大于翼子板。然后基于气动噪声直接计算法和统计能量分析对外形噪声进行仿真,并结合风洞测试分析了湍流模型、网格尺寸和波数分析方式对风噪仿真精度的影响。结果表明,大涡模拟的高频风噪衰减低于分离涡模拟,且大涡模拟对高频风噪的仿真精度和计算效率都比分离涡模拟高;在计算资源允许范围内对比不同网格尺寸,最小网格为2 mm时侧窗声压级的截止频率最高可达2 000 Hz;单区域波数分析低估了中低频风噪声的能量,精度较低。多区域波数分析中,声能量较低的区域对仿真精度影响较小。最后基于贡献度分析提出后视镜支臂减薄和安装在车门上两种改进方案进行仿真,结果表明,改进后车内总声压级分别降低1.38和1.93 d B,语音清晰度提升0.4%和1.1%。     

U肋加劲板的声振特性研究

为分析U肋加劲板的声振特性，联合锤击试验和数值仿真方法从振动传递特性和声辐射性能2个方面进行研究。首先，以某钢箱梁为原型，设计制作一足尺U肋加劲板结构，通过锤击激励获得不同位置的振动和噪声响应。然后，以有限元计算得到的振动响应作为边界元仿真的边界条件，建立混合有限元-边界元模型预测U肋加劲板的振动声辐射，并将仿真结果与实测值进行对比。最后，通过数值仿真探讨U肋的声振贡献量，并分析结构设计参数（顶板厚度、U肋厚度和U肋间距）对顶板声功率级的影响规律。研究结果表明：相比混凝土结构，U肋加劲板的振动噪声更加明显，且频谱范围更宽，主要集中在几百至上千Hz；U肋正上方和U肋之间的顶板原点导纳差异不大；顶板原点导纳和U肋传递导纳的频谱特性相似，并在量值上具有可比性；混合有限元-边界元预测方法具有较高的精度，但计算效率不高；受到U肋自身的振动声辐射和声反射效应的影响，U肋加劲板正下方的噪声比侧方高出约10 dB（A），声压级峰值频段为400~1 250 Hz；顶板厚度和U肋间距是决定顶板声辐射大小的决定性因素，算例中顶板厚度减小6 mm或U肋间距增大300 mm时，顶板声功率级分别增加5.4 dB（A）或9.4 dB（A）；U肋厚度在6~10 mm内变化时，顶板声功率级改变不大。     

发动机喷油噪声控制方法的研究

详细分析了油轨总成的结构和喷油噪声产生的原因,针对性地提出了多种降低喷油器和油轨噪声的措施。在一实例中,采取减轻针阀质量和改变油轨壁厚与截面形状的方案,将喷油噪声降低了7.4dB(A),解决了喷油噪声大的问题。     

摩托车噪声源的识别与控制

通过声强测试技术和加速噪声的模拟试验对摩托车的主要噪声源进行了识别研究,结果表明进、排气噪声是摩托车的主要噪声源,并初步确定了进、排气噪声对整车加速噪声的贡献量。利用边界元计算(BEM)技术对空气滤清器和排气消声器的声学性能进行仿真分析和改进设计。新设计的空气滤清器和排气消声器对整车的通过噪声有2.7dB的降噪效果。     

新型变截面双空腔吸声结构设计探讨

为改变高速公路交通噪声的严重污染现状,设计一种新型变截面双空腔吸声结构,其是由金属吸声板、前部变截面空腔、中间吸声隔层、后部空腔、背部隔声板5大部分构成。由混响室吸声系数的测定试验可知,该吸声结构在250～1 000 Hz中低频段的吸声系数均在0.65以上,总体降噪系数均大于0.60,较传统吸声结构,其吸声降噪效果有显著提升。     

重型汽车噪声源识别及其控制研究

利用声强法和声全息法各自的优点,对重型车车外噪声源进行综合识别,得到其主要的噪声源及其主要的噪声频段。在进行车外噪声控制过程中,选用优化的吸隔声结构能够降低噪声2.5dB(A)以上,降噪方案对发动机、整车的其他性能影响在允许范围之内,且噪声控制成本少于整车的0.4%。     

基于A柱-后视镜车内气动噪声数值模拟与预测

针对后视镜引起的前侧窗与车内气动噪声问题,采用计算流体力学(CFD)方法对某商用车进行车外后视镜区域数值模拟和车内噪声预测的研究。稳态分析采用RANS模型中SST(Menter)k-ω模型,瞬态分析采用基于SST(Menter)k-ω的分离涡模拟(DES);通过分析后视镜侧窗区域的稳态静压力与瞬态动压力、速度和涡量云图,揭示了因A柱后视镜而产生车窗表面的湍流压力脉动的机理;同时求解瞬态流场获得两侧车窗表面湍流压力脉动载荷。采用声学FEM方法将车窗表面湍流压力脉动作为边界条件来计算气动噪声的传播,基于车内声学空间不同频率的声压级云图分布规律,说明了车内气动噪声主要集中在中低频段和声压级最大的分布区域;驾驶员左耳旁声压级曲线展示了20-2500 Hz频段内声压级变化规律。最后进行实车道路滑行测试,证实了气动噪声在车速80-110 km/h时较为明显的结论;采用CFD结合声学有限元的方法可较为准确地预测车内100-2500 Hz气动噪声的声压级,为优化后视镜、降低驾驶室内气动噪声提供仿真和试验的技术方案。     

柴油机结构振动和辐射噪声特性研究

集多体动力学方法、有限元方法、声学边界元方法于一体,对某柴油机结构振动和结构辐射噪声特性系统地开展了数值预测和分析工作。通过模态试验数据修正了发动机各部件及组合结构有限元模型,确保了有限元模型的合理性。由计算所得发动机结构表面的振动速度值和试验值变化趋势一致,在部分频率段吻合较好。基于表面振动速度法通过Matlab编程获得了各部件的声功率级及其排序,能够有效地指导低噪声设计工作。通过有限元和边界元方法分别对不同激励工况下发动机结构振动响应和声学响应进行了预测,通过分析可知,在低频段范围内活塞激励和燃烧激励相对阀系激励对整机辐射噪声的影响大,高频段辐射噪声主要集中在1 700Hz左右频段,其中,阀系激励对该频段范围内辐射噪声的影响较大。     

盾构隧道施工引起的土层分层沉降规律实测研究

为了获得北京地区盾构隧道施工引起地层位移的实测资料,并分析不同布置下双线盾构隧道引起的沉降特征,以北京地铁8号线二期工程为依托,分别在双线盾构区间隧道的平行段和交叠段设置分层沉降监测断面,研究盾构施工引起的不同深度处地层沉降规律。分析表明:北京典型地层不同深度的沉降槽曲线可用高斯分布来描述,沉降槽宽度随深度的增加不断减小;不同深度处,盾构到达监测断面前、超过监测断面1倍埋深距离、后期沉降这3部分大致各占总沉降的1/3;对于双线交叠盾构隧道,当先开挖下面的隧道再掘进上面的隧道时,沉降槽整体变深;北京典型地层条件下(地下水位以上),不同深度处沉降槽对应的地层损失率基本不变;施工中,盾构停机会使地层损失率和沉降量明显增大。