高速公路隧道内低频交通噪声主动控制声场分布研究
发布时间：2021-02-28 17:14
近年来公路工程建设飞速发展,公路隧道（特别是特长隧道）越来越多,隧道内交通噪声环境污染受到了日益关注。受公路隧道这种狭长状半封闭长空间的影响,车辆在隧道内行驶所产生的噪声声压级一般超过90dB,目前多采用降噪路面或者隧道壁喷涂吸声材料进行被动降噪,而基于声波干涉原理进行高速公路隧道主动降噪是一次积极尝试。为了确定公路隧道内主动降噪技术的适用条件、实现方法和降噪效果,通过理论公式推导、现场实测和计算机仿真相结合的方法,对隧道内主动降噪声场的规律进行了研究。本文自主研发了主动降噪设备,并在自由声场、单墙反射声场、隧道长空间声场这3种环境内,对噪声源和主动降噪设备共同作用下的噪声信号进行了计算机模拟和现场采集分析,基于分析结果对主动降噪设备参数进行了调整。基于有限元理论构建了沥青混凝土路面公路隧道内主动降噪声场模型,在隧道尺寸和噪声源位置确定的情况下,采用控制变量法模拟分析噪声源频率、主动声源位置等工况因素对隧道声场降噪效果的影响,模拟结果与现场实际隧道主动降噪试验结果相符。主要研究结论为:（1）现场实验分析结果表明,沥青混凝土路面隧道内噪声集中在80Hz～150Hz频段,噪声声压级最高值处...
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：145 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图２－１隧道声场测试图??
?要确定噪声的声压级，需要先对测量用标准压力场下的声音传感器进行校准，??采用标准声源发出１０００Ｈｚ的纯音信号，采样频率为每秒钟１０００个采样点，其频??谱分析图及时域波形如图２－２所示：??｜＾｜麵??Ｑ０?０５?丨?１?５?２?２５?＾?０?５００?１００３?１５００??Ｆｎｑｕｗｃｙ（Ｈｚ）?｜Ｊ〇＜?电教??图２－２标准测量用压力场下传感器校准（单位：Ｐａ）??Ｆｉｇ．２－２?Ｐｒｅｓｓｕｒｅ?ｆｉｅｌｄ?ｍｉｃｒｏｐｈｏｎｅ?ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ?ｆｏｒ?ｓｔａｎｄａｒｄ?ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ?（Ｕｎｉｔ：?Ｐａ）??有了标准声源对测量用传感器的校准，接下来即可进行高速公路隧道内的噪??声测量。??２．３卧佛山隧道噪声频谱分析??为了分析隧道内噪声频域的特性，实验时采用自由场标准测量用声音传感器??以及平行于路面及垂直于路面两种方式来测量隧道内的噪声，然后对测量结果进??．行分析。先随机抽取一段噪声信号进行分析，其时域测量结果及频率分布图如图??２－３所示：??１０??
图２－３隧道内噪声波形及频率分布图（单位：Ｐａ）??Ｆｉｇ．２－３?Ｎｏｉｓｅ?ｗａｖｅ?ａｎｄ?ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ?ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ?ｉｎ?ｔｕｎｎｅｌ?（Ｕｎｉｔ：?Ｐａ）??从图２－３可以看出，第一张图为频率范围为１２ｋＨｚ时的隧道内的噪声的频率??分布图，可以看出噪声的频率主要分布在２ｋＨｚ以下；第二张图为噪声的时域波形，??可以看出噪声杂乱无章，分布参差不齐；第三张图为根据第一张图将频率范围缩??小，将柱状图细化的结果，可以更情况的看清噪声频率的分布范围。通过上图的??分析，可以得出结论，噪声的频率分布主要集中在２ｋＨｚ以下，故下面的分析，主??要针对２ｋＨＺ的频率范围进行分析。??２．３．１声音传感器平行于路面采集噪声??测量时，首先将标准测量用自由场声音传感器平行于隧道内路面进行噪声信??号采集，测量地点是卧佛山隧道内，声音传感器摆放在横向距侧壁１．５ｍ位置，随??机抽取１段噪声信号进行分析，其结果如图２－４所示：??１１??
【参考文献】：
期刊论文
[1]二通道全息信号解析盲分离方法[J]. 韩峰,宋英,梅秀庄. 机械工程学报. 2011(06)
[2]管道噪声有源控制系统的次级声源和误差传感器位置优化[J]. 刘会灯,邱阿瑞. 清华大学学报(自然科学版). 2011(03)
[3]白化处理的自然梯度盲源分离统一算法[J]. 刘鑫,马琳,谭学治. 哈尔滨工业大学学报. 2010(07)
[4]高速公路隧道内交通噪声预测和降噪措施[J]. 师利明. 噪声与振动控制. 2010(02)
[5]不同声学边界长空间内声场传播的相干模型[J]. 陈妍,刘嘉俊,邱小军. 南京大学学报(自然科学版). 2010(01)
[6]隧道交通噪声数值模拟及调查研究[J]. 乔海滨,黄晓明. 公路交通科技. 2009(12)
[7]Active Noise Control of the Heavy Truck Interior Cab[J]. 李惠彬,刘海光,刘吉春,上官云飞. Journal of Beijing Institute of Technology. 2008(04)
[8]高速公路隧道内噪音特性研究[J]. 朱文,马非,何川,汪洋. 重庆交通大学学报(自然科学版). 2008(06)
[9]一种通用的公路隧道洞口噪声预报模式[J]. 王美燕,盛美萍,刘彦森. 机械设计与制造. 2007(02)
[10]基于声线跟踪法的稳态声场空间分布计算[J]. 蒋忠进,邱小军. 南京大学学报(自然科学版). 2007(01)
博士论文
[1]长空间的声学特性研究[D]. 陈妍.南京大学 2011
硕士论文
[1]半自由声场低频噪声主动控制的次级声源关键参数研究[D]. 辛阳.西南交通大学 2012
[2]三维空间噪声主动控制方法研究[D]. 张穴.南京航空航天大学 2010
[3]露石水泥混凝土路面表面性能研究[D]. 刘柳.重庆交通大学 2008
[4]公路隧道噪声预测及降噪措施研究[D]. 王美燕.西北工业大学 2007
[5]隧道抗滑低噪声水泥混凝土路面研究[D]. 董雨明.长安大学 2004
[6]自适应有源反馈噪声控制系统研究[D]. 孙华强.西北工业大学 2002
本文编号：3056181
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：145 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图２－１隧道声场测试图??
?要确定噪声的声压级，需要先对测量用标准压力场下的声音传感器进行校准，??采用标准声源发出１０００Ｈｚ的纯音信号，采样频率为每秒钟１０００个采样点，其频??谱分析图及时域波形如图２－２所示：??｜＾｜麵??Ｑ０?０５?丨?１?５?２?２５?＾?０?５００?１００３?１５００??Ｆｎｑｕｗｃｙ（Ｈｚ）?｜Ｊ〇＜?电教??图２－２标准测量用压力场下传感器校准（单位：Ｐａ）??Ｆｉｇ．２－２?Ｐｒｅｓｓｕｒｅ?ｆｉｅｌｄ?ｍｉｃｒｏｐｈｏｎｅ?ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ?ｆｏｒ?ｓｔａｎｄａｒｄ?ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ?（Ｕｎｉｔ：?Ｐａ）??有了标准声源对测量用传感器的校准，接下来即可进行高速公路隧道内的噪??声测量。??２．３卧佛山隧道噪声频谱分析??为了分析隧道内噪声频域的特性，实验时采用自由场标准测量用声音传感器??以及平行于路面及垂直于路面两种方式来测量隧道内的噪声，然后对测量结果进??．行分析。先随机抽取一段噪声信号进行分析，其时域测量结果及频率分布图如图??２－３所示：??１０??
图２－３隧道内噪声波形及频率分布图（单位：Ｐａ）??Ｆｉｇ．２－３?Ｎｏｉｓｅ?ｗａｖｅ?ａｎｄ?ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ?ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ?ｉｎ?ｔｕｎｎｅｌ?（Ｕｎｉｔ：?Ｐａ）??从图２－３可以看出，第一张图为频率范围为１２ｋＨｚ时的隧道内的噪声的频率??分布图，可以看出噪声的频率主要分布在２ｋＨｚ以下；第二张图为噪声的时域波形，??可以看出噪声杂乱无章，分布参差不齐；第三张图为根据第一张图将频率范围缩??小，将柱状图细化的结果，可以更情况的看清噪声频率的分布范围。通过上图的??分析，可以得出结论，噪声的频率分布主要集中在２ｋＨｚ以下，故下面的分析，主??要针对２ｋＨＺ的频率范围进行分析。??２．３．１声音传感器平行于路面采集噪声??测量时，首先将标准测量用自由场声音传感器平行于隧道内路面进行噪声信??号采集，测量地点是卧佛山隧道内，声音传感器摆放在横向距侧壁１．５ｍ位置，随??机抽取１段噪声信号进行分析，其结果如图２－４所示：??１１??
【参考文献】：
期刊论文
[1]二通道全息信号解析盲分离方法[J]. 韩峰,宋英,梅秀庄. 机械工程学报. 2011(06)
[2]管道噪声有源控制系统的次级声源和误差传感器位置优化[J]. 刘会灯,邱阿瑞. 清华大学学报(自然科学版). 2011(03)
[3]白化处理的自然梯度盲源分离统一算法[J]. 刘鑫,马琳,谭学治. 哈尔滨工业大学学报. 2010(07)
[4]高速公路隧道内交通噪声预测和降噪措施[J]. 师利明. 噪声与振动控制. 2010(02)
[5]不同声学边界长空间内声场传播的相干模型[J]. 陈妍,刘嘉俊,邱小军. 南京大学学报(自然科学版). 2010(01)
[6]隧道交通噪声数值模拟及调查研究[J]. 乔海滨,黄晓明. 公路交通科技. 2009(12)
[7]Active Noise Control of the Heavy Truck Interior Cab[J]. 李惠彬,刘海光,刘吉春,上官云飞. Journal of Beijing Institute of Technology. 2008(04)
[8]高速公路隧道内噪音特性研究[J]. 朱文,马非,何川,汪洋. 重庆交通大学学报(自然科学版). 2008(06)
[9]一种通用的公路隧道洞口噪声预报模式[J]. 王美燕,盛美萍,刘彦森. 机械设计与制造. 2007(02)
[10]基于声线跟踪法的稳态声场空间分布计算[J]. 蒋忠进,邱小军. 南京大学学报(自然科学版). 2007(01)
博士论文
[1]长空间的声学特性研究[D]. 陈妍.南京大学 2011
硕士论文
[1]半自由声场低频噪声主动控制的次级声源关键参数研究[D]. 辛阳.西南交通大学 2012
[2]三维空间噪声主动控制方法研究[D]. 张穴.南京航空航天大学 2010
[3]露石水泥混凝土路面表面性能研究[D]. 刘柳.重庆交通大学 2008
[4]公路隧道噪声预测及降噪措施研究[D]. 王美燕.西北工业大学 2007
[5]隧道抗滑低噪声水泥混凝土路面研究[D]. 董雨明.长安大学 2004
[6]自适应有源反馈噪声控制系统研究[D]. 孙华强.西北工业大学 2002
本文编号：3056181
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