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声屏障板的隔声性能及高铁应用中动力性能的研究

作　者: 金蕾
导　师: 査晓雄
学　校: 哈尔滨工业大学
专　业: 土木工程
关键词: 声屏障夹芯板隔声量高速列车脉动力
分类号: U238
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

近些年来,中国的城市化进程逐渐加快,高速铁路、公路的建设也在如火如荼的进行,社会的发展带给了我们诸多的便利,但是环境(交通、建筑、人群等)噪声的污染问题已经严重的影响到人们的正常生活,为了保证舒适的生活和工作环境,在噪声污染较为严重的地区需要用声屏障来降低噪声,因此,本文着重研究了声屏障板材的隔音性能以及高铁应用中作用在声屏障板表面的脉动风荷载。首先,本文使用声学有限元软件对两种不同夹芯材料不同厚度夹芯板的隔声性能进行了数值模拟,利用实验数据验证了模拟的正确性,计算了夹芯板的共振频率,并用声学有限元软件验证了在共振频率处隔声量有较大降低。其次,以共振频率为界,分析影响夹芯板隔声量的相关参数,分段拟合隔声量的计算公式,并将计算结果与实验结果相比较,验证了公式的合理性,为初步估算板材的隔声量提供指导依据。最后,分析高速列车运行时产生的流场,运用流体力学软件计算分析高速列车在不同速度下作用在声屏障板表面的脉动风压力,并与《京沪高速铁路设计暂行规定》中规定的风压值作比较,验证了软件模拟的正确性,同时,分析了不同轨距对脉动力峰值的影响,以轨距和车速为自变量,拟合了脉动力峰值计算公式,并将计算结果与规范结果相比较,验证了公式的合理性,为初步估算声屏障板表面脉动力大小提供依据。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章绪论  9-18
  1.1 课题背景  9
  1.2 课题研究的目的和意义  9-14
    1.2.1 噪声的危害与防治  9-10
    1.2.2 声屏障的介绍和特点  10-11
    1.2.3 声屏障的应用和设计  11-12
    1.2.4 声屏障的发展及夹芯板的应用  12-13
    1.2.5 高速铁路的发展概述  13-14
  1.3 国内外的研究现状及分析  14-17
    1.3.1 隔声材料的研究现状  14-16
    1.3.2 高速铁路声屏障板动力性能的研究现状  16-17
  1.4 主要的研究内容  17-18
第2章声学与隔声理论基础  18-25
  2.1 声学基础知识  18-20
    2.1.1 声音的产生与传播  18
    2.1.2 声音大小的表示  18-19
    2.1.3 声音大小的计量  19
    2.1.4 基本的声学参数  19-20
    2.1.5 倍频程和1/3 倍频程  20
  2.2 隔声的基本理论  20-22
    2.2.1 隔声量  20-21
    2.2.2 计权隔声量  21-22
    2.2.3 平均隔声量  22
  2.3 侧向传声  22-23
  2.4 洞口和裂缝处的隔声量  23
  2.5 夹芯板的隔声性能  23-24
    2.5.1 夹芯板的隔声机理  23-24
    2.5.2 夹芯板的隔声量  24
  2.6 本章小结  24-25
第3章金属面夹芯板隔声性能的有限元研究  25-42
  3.1 概述  25
  3.2 金属面夹芯板隔声量实验介绍  25-28
    3.2.1 混响室测试情况  25-26
    3.2.2 实验试件  26
    3.2.3 实验结果  26-28
  3.3 金属面夹芯板隔声量的模拟  28-41
    3.3.1 ACTRAN工作原理  28-29
    3.3.2 ACTRAN 模拟计算隔声量的主要步骤  29
    3.3.3 模型的建立  29-30
    3.3.4 软件计算结果与实验值比较  30-33
    3.3.5 四种夹芯板共振频率的计算  33-36
    3.3.6 隔声量公式拟合  36-41
  3.4 本章小结  41-42
第4章声屏障在高速铁路应用中的脉动力研究  42-63
  4.1 列车空气动力学的基本原理  42-43
    4.1.1 列车外部流场的描述  42-43
    4.1.2 列车外流场数值模拟中对流场特性的几条假设  43
  4.2 理论流体力学基础  43-47
    4.2.1 列车外部流场特性  43-44
    4.2.2 流体运动的基本方程  44-45
    4.2.3 湍流流场的数值模拟方法  45-46
    4.2.4 湍流模型  46-47
  4.3 计算流体力学基础  47-48
    4.3.1 CFD常用的数值离散方法  47-48
    4.3.2 流场数值计算方法  48
  4.4 基于动网格技术的混合网格优化方法  48-52
    4.4.1 高速列车运动分析的动网格设置  49-51
    4.4.2 动网格分析步骤  51-52
  4.5 声屏障板表面脉动力分析  52-61
    4.5.1 计算模型与网格控制  52-54
    4.5.2 设置边界条件  54
    4.5.3 脉动力计算规范  54
    4.5.4 结果分析  54-60
    4.5.5 脉动力峰值公式的拟合  60-61
  4.6 本章小结  61-63
结论  63-64
参考文献  64-67
附录  67-70
攻读硕士学位期间发表的论文  70-72
致谢  72

声屏障板的隔声性能及高铁应用中动力性能的研究

内容摘要

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