基于混合法的地铁下穿建筑物的振动噪声分析

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随着城市轨道交通在我国各大城市迅速发展,其引发的环境振动噪声问题也越来越明显,轨道交通给人们带来了方便的同时,也给人们日常生活和工作也带来了很大的影响。因此,地铁运行引起的建筑结构振动噪声问题也迫切需要得到解决。目前,尽管已有一些研究人员用有限元法对地铁引起的低频振动噪声问题做了一些研究,但是计算效率和计算精度仍存在一定的局限性,分析的频段范围大多仅限于10~200Hz。本文基于混合法理论和声学基本理论,运用VA one声振软件分频段建立了计算模型,分析频率范围为10~500Hz;10~200Hz为BEM-FE模型,200~500Hz为FE-SEA模型。这样不仅保证了计算的精度,同时也提高了计算的效率。本文主要研究分析了以下几个方面:(1)查阅大量国内外关于列车对建筑物振动与二次结构噪声的相关文献,了解目前的研究现状,并归纳总结出他们的研究方法,以及研究过程中存在的一些问题。(2)通过UM建立车辆轨道耦合模型,算出时域垂向轮轨力,并通过MATLAB软件转换成频域轮轨力,然后导入到用VA one建好的土体隧道—上部结构模型中进行求解,分析了建筑结构模态和振型以及上部结构板件的振动响应。(3)运用VA one软件分析了上部结构酒店,停车楼,远近场点的结构噪声特性,包括声压级,声辐射效率,声压贡献量,振动功率与能量分析,以及在列车速度80km/h,100km/h,120km/h三种工况下的声学特性变化情况。(4)分析建筑物所有板件和声腔的声压贡献量,从而找到噪声辐射的关键板件,从而对其进行声学优化分析。最后选用不同声学材料吸音棉,棉毡,PU发泡来分析对建筑物内部的降噪效果和吸声特性,以及不同厚度吸音棉的降噪效果和吸声特性,从而为建筑物内部降噪提供参考。
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