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        高速鐵路隧道壁吸聲材料降噪效果仿真分析

        2014-11-27 12:14:08越,常亮,尹
        關(guān)鍵詞:效果

        于 越,常 亮,尹 鏹

        (1.鐵道第三勘察設(shè)計院集團(tuán)有限公司,天津 300251;2.西南交通大學(xué)牽引動力國家重點實驗室,成都 610031)

        鐵路高速化是當(dāng)今世界各國鐵路現(xiàn)代化發(fā)展的必然趨勢。列車速度的提高,其產(chǎn)生的環(huán)境影響明顯加劇,其中高速列車運(yùn)營產(chǎn)生的噪聲污染尤為突出,列車通過隧道時車內(nèi)外聲環(huán)境更加惡化。在津秦客運(yùn)專線聯(lián)調(diào)試驗及石太、武廣客運(yùn)專線等線路運(yùn)營過程中,當(dāng)高速動車組通過隧道區(qū)段時,車廂內(nèi)聲級水平明顯增高引起乘客舒適度降低[1-2]。

        妥善處理高速列車通過隧道時所帶來的環(huán)境噪聲問題,事關(guān)高速鐵路列車內(nèi)乘客的身心健康,對于車內(nèi)乘客的乘車環(huán)境的改善有著重大的意義,這也是此類高速鐵路建設(shè)工程所必須要考慮的問題。因此,本文所開展的高速鐵路隧道降噪措施研究是很必要的[3-4]。

        我國國內(nèi)在部分公路隧道中采取過隧道吸聲降噪處理措施,對于降低隧道內(nèi)機(jī)動車通行產(chǎn)生的轟鳴聲相較未采取降噪措施的隧道具有明顯效果。韓國、德國等均有在公路及鐵路隧道中采取過吸聲降噪措施的先例,但是在高速鐵路應(yīng)用較少[5-9]。我國尚未在高速鐵路隧道內(nèi)采取吸聲降噪措施,而由于高速列車速度較高,須同時考慮吸聲效果及構(gòu)件承受列車運(yùn)行脈動力等多個因素。以隧道內(nèi)消聲降噪措施為研究對象,針對在隧道內(nèi)壁敷設(shè)吸聲結(jié)構(gòu)的降噪方法,采用聲學(xué)軟件對其進(jìn)行仿真分析,并對吸聲材料不同的鋪設(shè)方案、面積所產(chǎn)生的降噪效果進(jìn)行評價,以期得到更加經(jīng)濟(jì)有效的降噪方式。高速鐵路隧道內(nèi)列車聲輻射示意見圖1。

        圖1 高速鐵路隧道內(nèi)列車聲輻射示意

        1 隧道內(nèi)吸聲板材料特性及鋪設(shè)結(jié)構(gòu)形式

        對于隧道內(nèi)壁鋪設(shè)吸聲板材的降噪方法,其吸聲板結(jié)構(gòu)常采用顆?;蚺菽嗫撞牧线M(jìn)行制備。表示多孔吸聲材料的吸聲能力的參數(shù)為吸聲系數(shù)和聲阻抗率,一般工程應(yīng)用中軌道吸聲材料要求其降噪系數(shù)大于0.8[10]。本文計算中采用的某種適用于隧道內(nèi)吸聲降噪的無機(jī)多孔材料的吸聲系數(shù)如圖2所示,其降噪系數(shù)滿足要求。

        影響多孔材料吸聲性能的主要是流阻、孔隙率和結(jié)構(gòu)因數(shù)、厚度、體積密度等參數(shù),對隧道壁面吸音板來說,還與其在隧道內(nèi)的安裝位置、安裝面積等因素有關(guān),針對隧道內(nèi)不同安裝位置、不同安裝面積下的吸聲材料降噪效果進(jìn)行分析研究。

        圖2 計算中采用的吸聲材料吸聲系數(shù)

        2 隧道-吸聲材料-列車的邊界元模型

        2.1 邊界元方法

        本文中,采用邊界元法對前述各方案的降噪效果進(jìn)行計算。邊界元法是求解結(jié)構(gòu)振動向周圍空間輻射噪聲問題的一種數(shù)值方法,包括直接邊界元和間接邊界元法,它們都以 Helmholtz邊界積分方程為基礎(chǔ)[10-13]。

        在簡諧激勵作用下結(jié)構(gòu)振動外部流體介質(zhì)中產(chǎn)生的輻射聲壓p(r)滿足Helmholtz微分方程

        式中,k為波數(shù)。在邊界上,需滿足速度邊界條件、聲壓邊界條件和聲阻抗邊界條件

        對于外聲場問題,在無限遠(yuǎn)處Helmholtz方程還應(yīng)滿足

        得到Helmholtz直接和間接邊界積分方程后,對邊界積分方程利用邊界元法進(jìn)行離散,即得到邊界元求解方程。

        2.2 隧道-吸聲結(jié)構(gòu)-列車的二維邊界元模型

        本文根據(jù)邊界元法的基本原理,建立了如圖2所示的不同表面結(jié)構(gòu)吸音板-軌道-車輛的二維邊界元模型。通過在吸音板表面施加相同的聲阻抗邊界條件,比較不同表面結(jié)構(gòu)形式對其降噪效果的影響,計算時聲源采用點聲源,聲源大小按列車運(yùn)行速度為350 km/h下的輻射噪聲選取,列車采用CRH3型高速列車的基本截面尺寸,軌道結(jié)構(gòu)采用CRTSⅡ型板式無砟軌道。為了對比分析隧道壁面鋪設(shè)吸聲板先后的降噪效果,計算列車表面附近場點的聲壓級來進(jìn)行比較分析。本文建立的二維車輛-隧道的線單元邊界網(wǎng)格如圖3所示。

        圖3 隧道壁面全部鋪設(shè)吸聲材料的列車-隧道-吸聲板二維邊界元模型

        據(jù)前述所建立的二維邊界元模型,計算得到鋪設(shè)與不鋪設(shè)吸聲材料時,隧道內(nèi)的車體表面測點的聲壓級頻譜如圖4所示,500 Hz頻率下隧道內(nèi)壁全部鋪設(shè)吸聲材料前后其隧道內(nèi)的噪聲云圖如圖5所示。

        圖4 兩種對比工況的計算結(jié)果

        圖5 500 Hz頻率下鋪設(shè)吸聲材料前后隧道內(nèi)的降噪效果

        計算結(jié)果可以看出,隧道壁面安裝吸音板后,其吸聲降噪效果明顯改善,特別是隧道內(nèi)輻射噪聲的高頻成分明顯降低。在隧道表面全部鋪設(shè)吸聲材料后,其A聲級可降低約14.3 dB,因此,采用此種降噪方式降低隧道內(nèi)的聲輻射水平是可行的。

        3 高速鐵路隧道吸聲材料降噪效果分析

        根據(jù)吸聲結(jié)構(gòu)的整體降噪效果及安裝、維護(hù)和安全等因素,設(shè)計如圖6所示4種吸聲材料的安裝方案,并根據(jù)這4種降噪方案,采用數(shù)值計算方法分析計算不同安裝方式下的降噪效果。計算中,邊界元法模型建立的不同計算截面如圖7所示。

        圖6 隧道內(nèi)吸聲材料的鋪設(shè)方案(單位:m)

        圖7 根據(jù)不同設(shè)計方案建立的邊界元法計算截面

        圖中,方案1為整體安裝,即沿列車運(yùn)行方向隧道內(nèi)壁全部鋪設(shè)吸聲材料;方案2為整體安裝及隧道內(nèi)部上部、下部部分安裝的組合方式,即按列車線路方向吸聲材料的鋪設(shè)方式發(fā)生變化;方案3為整體安裝及隧道內(nèi)壁下部安裝的組合,吸聲材料的鋪設(shè)面積較方案2有所減少;方案4為隧道內(nèi)壁上部、下部的安裝方式,此種鋪設(shè)方式進(jìn)一步減少了吸聲材料的鋪設(shè)面積。

        根據(jù)邊界元法,前述4種設(shè)計方案中4個基本計算截面的計算結(jié)果如圖8所示。

        在計算上述4種方案的吸聲降噪效果時,由于模型采用二維邊界元模型,而設(shè)計方案在線路縱向其吸聲材料的安裝情況有變化,截面的邊界條件改變,因此,可以根據(jù)不同截面的吸聲降噪效果進(jìn)行疊加對其近似。在計算中,方案1、方案4沿線路縱向截面邊界條件不變,可根據(jù)相應(yīng)截面邊界條件進(jìn)行降噪效果的計算;對于方案2,可看作圖7中截面3和截面4的組合,需綜合考慮兩者的降噪效果,其降噪效果取兩者平均值;對于方案3,可看作圖7中截面2和截面4的組合,其降噪效果取兩者平均值。1 000 Hz下不同鋪設(shè)位置、面積時隧道內(nèi)的噪聲云圖如圖9所示。圖6給出的不同設(shè)計方案的綜合降噪效果如表1所示。從計算結(jié)果可以看出,隨著吸聲材料覆蓋率的增加,其吸聲降噪效果也越明顯。

        圖8 隧道內(nèi)壁吸聲材料鋪設(shè)面積不同時的降噪效果(對應(yīng)圖7中的截面號)

        圖9 隧道內(nèi)壁吸聲材料不同鋪設(shè)面積時的1 000 Hz時降噪效果(對應(yīng)圖7中的截面號)

        表1 邊界元法計算的隧道內(nèi)吸聲降噪效果匯總

        理論計算結(jié)果表明,在隧道壁面安裝吸聲結(jié)構(gòu)最多可使隧道內(nèi)噪聲降低13~14 dB,且隨著吸聲材料覆蓋率的增加,降噪效果就更加顯著。對于所列4種方案,方案1其吸聲降噪效果最佳,但其安裝面積也越大,花費(fèi)成本高。對比方案2,方案1安裝面積增大近10 000 m2后,其降噪效果僅增加3~4 dB,因此其經(jīng)濟(jì)性較方案2較差。對于安裝面積最少的方案4,其降噪效果較方案1、方案2、方案3差,對于噪聲水平要求較高的情況,往往難以滿足要求。

        4 結(jié)論

        本文計算分析了隧道內(nèi)壁吸聲材料不同鋪設(shè)方案的降噪效果。計算中采用SYSNOISE軟件建立了350 km/h速度下高速列車通過時隧道內(nèi)吸音板降噪效果的二維邊界元模型,考慮了車輛表面及軌道結(jié)構(gòu)對聲音的反射吸收效果,并在隧道內(nèi)壁吸音板結(jié)構(gòu)表面施加聲阻抗邊界條件來進(jìn)行吸音板降噪效果的比較。在本文計算條件下,通過對不同鋪設(shè)方案隧道內(nèi)聲壓級的變化進(jìn)行比較,得到的主要結(jié)論如下。

        (1)在隧道內(nèi)壁鋪設(shè)吸聲材料對于降低隧道內(nèi)的噪聲水平有著顯著的效果,對于隧道內(nèi)部壁面全部鋪設(shè)吸聲材料的降噪方案,其隧道內(nèi)聲壓級的降低量約為14.3 dBA,但實際工程應(yīng)用中,需考慮隧道結(jié)構(gòu)條件、行車安全性及工程經(jīng)濟(jì)性等因素。

        (2)隨著隧道內(nèi)壁吸聲板鋪設(shè)面積的增大,其吸聲降噪效果越好,底部鋪設(shè)、底部和中部鋪設(shè)、全部鋪設(shè)的二維邊界元計算截面模型得到的降噪量分別為14.3、8.0、5.2 dBA。

        (3)考慮到工程經(jīng)濟(jì)性等因素,不同鋪設(shè)方案下,隧道內(nèi)的降噪效果不同。其中隧道壁面整體安裝吸聲材料降噪效果最優(yōu),隧道內(nèi)聲壓級降低量為14.3 dBA,隧道壁面僅底部安裝吸聲材料降噪效果最差,約為5.2 dBA;實際工程應(yīng)用時應(yīng)綜合考慮,合理選取降噪方案。

        [1]雷曉燕,圣小珍.鐵路交通噪聲與振動[M].北京:科學(xué)出版社,2004.

        [2]馬筠,翟婉明.無砟軌道噪聲振動特性及其治理措施研究[J].中國鐵路,2009(10):38-43.

        [3]K.Takagiet al,Prediction of road traffic noise around tunnel mouth.Pro.Inter.Noise,2000:3099-3104.

        [4]焦大化,錢德生.鐵路環(huán)境噪聲控制[M].北京:中國鐵道出版社,1990.

        [5]Jian Kang.A method for Predicting acoustic indices in longen closures[J].Applied Acousties,1997,51(2):169-180.

        [6]夏德榮.公路隧道交通噪聲的聲學(xué)處理[J].噪聲與振動控制,1990(2):35-36.

        [7]陳興,梁志堅,等.公路隧道噪聲降噪案例研究[J].聲學(xué)技術(shù),2008,27(2):244-246.

        [8]王美燕.公路隧道噪聲預(yù)測及降噪措施研究[D].西北工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文,2007.

        [9]張銳,黃曉明,等.隧道噪聲的調(diào)查與分析[J].公路交通科技,2006,23:29-32.

        [10]Allard J,Atalla N.Propagation of Sound in Porous Media:Modelling Sound Absorbing Materials[M].Wiley,2009.

        [11]DJThompson,CJCJones,N Turner.Investigation into the validity of two-dimensional models for sound radiation from waves in rails[J].The Journal of the Acoustical Society of America,2003.

        [12]何琳,朱海潮,邱小軍,杜功煥.聲學(xué)理論與工程應(yīng)用[M].北京:科學(xué)出版社,2006.

        [13]蘇衛(wèi)青.高速鐵路噪聲影響評價研究[J].鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計,2011(5):100-104.

        [14]趙鍵,汪鴻振,朱物華.邊界元法計算已知振速封閉面的聲輻射[J].聲學(xué)學(xué)報,1989,14(4):250-257.

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