原创《公路隧道声环境有限元数值分析》：关于免费公路隧道论文范文在这里免费下载与阅读,为您的公路隧道相关论文写作提供资料。
摘 要：
公路隧道声环境复杂,影响行车的舒适性和安全性,在紧急情况下严重影响疏散信息的传递.采用有限单元法对公路隧道的声学模态及衰变特性进行数值分析.结果表明,公路隧道的声学模态在横向具有对称性,对称的区域声压幅值相等,相位相同或者相反,模态频率越高,声压幅值最大值越大,隧道长度对模态频率影响较小.和扩散声场的线性衰变特性不同,公路隧道内各点的声压级随时间的衰变是非线性的,在声源停止激励1.5 s内,衰变速率较快,从停止激励到声压级衰变30 dB的时间需要5.5～7.0 s的时间.
关键词：
公路隧道； 声场； 模态； 衰变； 数值分析
中图分类号：
U453.8；TU112.2
文献标志码：A
文章编号：1674-4764（2014）05-0061-05
Numerical Analysis of Acoustic Environment with Finite Element Method
Ma Fei, Zhou Xiaoping, Li Zuwei
（College of Civil Engineering, Chongqing University, Chongqing 400045, P. R. China
Abstract：
The acoustic environment of highway tunnel is complex and has influences on the driving safety and comfort. In case of emergency, evacuation information is difficult to transfer. Finite element method is used for calculating highway tunnel acoustic modal and attenuation characteristics. The results show that acoustic mode of highway tunnel has symmetry in the horizontal pressure amplitude of symmetry regional is equal and phase is the same or opposite. The higher modal frequency, the greater sound pressure amplitude is, and the effect of tunnel length on modal frequency is smaller. Decay curves of pressure level at each point in the highway tunnel over time are nonlinear. After the source excitation, in 1.5 s, attenuation rate is faster than that of few seconds later and the attenuation time of sound pressure level 30 dB is 5.5 to 7 s.
Key words：
highway tunnel； acoustic； modal； attenuation； numerical analysis
公路隧道内噪声源主要有交通噪声和设备噪声,其中交通噪声是主要来源 [1-4],参照《声环境质量标准》（GB 3096-2008）的环境评价体系,隧道内噪声水平严重超标.和洞外相比,行驶在隧道高分贝的噪音环境中会导致人产生烦躁、恐惧的心理,进而导致注意力不集中,严重影响行车的安全性和舒适性.隧道内一旦发生火灾、爆炸、拥堵等应急事件,公共广播系统发出的疏导信息或者现场指挥信息难以传达给被困人员,易使场面失控,造成严重的人身和财产损失[5].研究公路隧道声场特性对提高行车安全性和舒适性有着长远意义.
公路隧道的断面尺寸一般在10 m左右,纵向尺寸一般在100 m以上,有的隧道纵向长度长达18 km,纵向尺寸一般大于横向尺寸30倍.根据长空间的定义,纵向尺寸大于横向尺寸6倍以上的建筑物为长空间,因此,公路隧道属于典型的长空间建筑物.对于一般长空间的声学特性,采用的研究方法有统计声学理论、几何声线法、有限元法、边界元法以及经验公式等[6-15].已有学者基于几何声线法对矩形断面的长空间进行了深入研究,研究的对象多为走廊或者是地下地铁站等截面形式简单,纵向尺寸和断面尺寸的比例较小的长空间,基于有限单元法的研究则较少.有限单元法可以分析任意几何断面的长空间的声场特性,还可以研究不同吸声材料对声场的影响.公路隧道虽和建筑物走廊、地下车站在定义上同属于长空间,但其长度尺寸和横断面尺寸的比值较一般长空间大,且两端开口.公路隧道的断面一般为三心圆,具有较强的声聚焦效应.在目前涉及公路隧道声环境的研究可以归纳为以下3个方面：一是对公路隧道噪声水平的调查研究；二是路面和车辆轮胎之间产生噪声的机理研究；三是通过在隧道内部敷设降噪材料改善隧道声学环境的研究[16-20],目前尚缺少对公路隧道声学基本特性精细化深入研究.
笔者采用有限单元法对公路隧道的声学特性进行分析,研究公路隧道的基本声学模态以及声压级随时间的衰变规律.
1 基本假定和声波方程
声波是物质波,是媒质中传播的声压p、质点速度v、密度的一种或多种变化,声音也是这些物理量的变化引起人的声觉.声传播过程必须满足3个基本的物理定律即平衡方程、质量守恒定律以及描述压强、温度和体积等状态参数关系的物态方程.为了使问题简化,有如下假设：
公路隧道论文参考资料：
结论：公路隧道声环境有限元数值分析为关于对写作公路隧道论文范文与课题研究的大学硕士、相关本科毕业论文黄土隧道施工论文开题报告范文和相关文献综述及职称论文参考文献资料下载有帮助。
