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隔声屏障降噪效果的计算机模拟分析" {$ k1 H: W8 n m: _6 Q% `9 N0 @
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摘要：本文通过对计算机模拟软件raynoise的交通噪声模拟分析结果与实验室缩尺模型测量记过的对比来验证计算机模拟软件在交通噪声治理工程的实际的可信度。进一步对公路隔声屏障的各种形式所产生的不同降噪效果进行模拟对比，从而对不同形式隔声屏障的降噪效果有更深入的了解。 关键词：计算机模拟 交通噪声 隔声屏障
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9 w, S) }) o+ ~; n6 `3 ?一、概述 我国高速公路修建的初始阶段， 交通流量相对较少， 交通噪声没有引起人们的重视。随着汽车时代的到来， 高速公路交通流量的迅猛增长， 城市车流量急剧增加， 随之而来的城市道路交通噪声对环境污染越来越严重， 已成为社会公害之一， 成为世人关注的热点。 关注其准确度与对引起误差源方面加以确认。同时， 软件使用者必须清醒地认识到， 先进的程序不能替代使用者的声学知识和经验， 输入数据的正确性和精确度又是另一项重要因素。 通过计算机声学软件，输入三维模型，形象清楚的表达出建筑物，地面，地形，声屏障，声源等的空间位置。通过最大程度的细致描述，准确模拟噪声在建筑物、声屏障、地形间传播的折射、反射、衍射和吸收，从而提高预测手段和预测效率。
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二.RAYNOISE软件系统的基本原理 RAYNOISE主要以几何声学为理论基础，几何声学假定声学环境中声波以声线的方式向四周传播，声线在与介质或界面（如墙壁）碰撞后能量会损失一部分，这样，在声场中不同位置声波的能量累积方式也有所不同。80年代后期以来，随着计算机技术的高速发展，数字技术正逐渐占据主导地位。数字技术的核心就是利用多媒体计算机进行建模，并编程计算脉冲响应。该技术具有简便、快速以及精度可以不断改善的特点，这些是模拟技术所无法比拟的。计算脉冲响应有两种著名的方法：虚源法和声线跟踪法。两种方法各有利弊。后来，又产生了一些将它们相结合的方法，如圆锥束法和三棱锥束法。RAYNOISE将这两种方法混合使用作为其计算声场脉冲响应的核心技术。对于户外交通噪声的模拟，Raynoise软件所依据的模拟原理有： 1．软件衍射模拟原理 （1）．衍射路径 声场的经典几何分析方法（虚声源法、声线追踪法、混合法）都没有考虑声音的衍射。但由于在户外交通噪声中衍射是十分重要的，RAYNOISE便采用了一种近似法来计算衍射，也就是计算衍射波中到达物体（以屏障最为典型）的声影区的那一部分。这只要通过搜寻一阶衍射路径便可以完成。此路径是一条从声源（或虚声源）到接收点的最短折线，折点（衍射点）要在屏障的边缘线上（见图 1）。
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\ 图 1 S（虚）声源，M接收点，BE衍射边界，D衍射点 首先需要用户在几何模型中定义衍射边界，然后RAYNOISE会自动找寻符合以下条件的衍射路径：% ?3 _' E% D/ q3 g
: t0 W9 X% E& L6 C! _+ J z 1 衍射点在衍射边界的两个端点之间； 2 接收点在屏障的声影区内； 3 衍射路径第一部分（从声源至衍射点）不应被其它几何面所打断。
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（2）． 衍射路径的累积 很自然地，声波衍射往往不只发生于一条衍射路径（如图2）。例如，一个模型由地面、声屏障、接收点组成，那么将会出现三条衍射边界（一条在声屏障顶部，另两条在声屏障的两侧边）。
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$ A/ v8 ^2 O9 `6 w& _\ 图2 一个声屏障有三条衍射边界 在这样的情况下，需要计算所有的衍射给接收点贡献的声压，包括当声源为连续声源时，不同衍射路径因长度不同而形成的相位不同所产生的干涉（图3 ）。 |
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发表于 2005-3-13 23:45:00
