【YiDuo-Valve】国产化管道阀门减振降噪仿真设计工具解决方案

引言 随着《中华人民共和国噪声污染防治法》的修订与实施，核电厂内噪声控制问题日益受到关注。核电厂内设备和管道产生的振动通过建筑结构传播，形成辐射噪声，不仅影响声环境，还对工作人员的健康构成威胁。传统减振降噪措施受安装空间和特殊环境要求的限制，效果有限。懿朵科技凭借其在振动噪声及可靠性服 务领域的深厚积累，通过应用统计能量法（SEA），对核电站主控室空间吸声体进行设计优化，有效解决了低频降噪难题。 一、研究背景1.1研究背景核电厂内噪声问题主要源于设备和管道的振动，这些振动通过建筑结构传播，形成难以控制的辐射噪声。传统减振降噪措施在安装空间和特殊环境要求下效果不佳，尤其是低频噪声的控制更为困难。声学超材料在低频降噪方面表现突出，但其安装铺设、集成设计及宽频噪声抑制仍面临挑战。1.2研究内容与方法1.2.1研究对象与仿真模型本研究以某核电站主控室为对象，构建了包括主控室内部空间、壁面与顶部、评价面及壁面振动速度激励的仿真模型。通过3D子系统描述主控室内部空间，2D子系统描述顶部与壁面，评价面用于评估人耳处的噪声声压级。 图1 仿真模型1.2.2吸声体设计与仿真分析懿朵科技采用了中低频和中高频两种空间吸声体，结合统计能量法（SEA），对吸声体的降噪效果进行仿真评估。GSEA方法通过将结构划分为若干能量子系统，分析子系统间的能量传递和分布，实现了高效、准确的声学仿真计算。 图2 中低频吸声体 图3 中高频吸声体 图4 吸声体吸声系数二、仿真假设与基本原理为确保声学仿真计算的快速、高效和准确，本研究基于以下基本假设：1. 系统能量守恒假设：假定系统内部及与外部的能量传递保持守恒，便于分析声能分布与传递。2. 声学激励无关性假设：假定各子系统受到的声学激励相互独立，可按频率段分解处理，简化声场分析。3. 系统结构简化假设：将复杂结构分解为多个子系统，并假定子系统间耦合关系为线性，降低计算复杂度。 图5 仿真分析流程仿真结果与优化方案1) 不同类型吸声体降噪效果仿真评估了无吸声体、铺设中低频吸声体及铺设中高频吸声体情况下的声压级及降噪量。结果表明，中低频和中高频吸声体的组合使用，能够显著降低主控室内的噪声水平。 图6不同类型吸声体下主控室声场云图分布（315Hz）2) 不同厚度与面积吸声体效果进一步仿真了不同厚度（10cm、6cm、2cm）和不同铺设面积（10%、20%、30%、40%、50%）的中高频吸声体的降噪效果。结果显示，随着吸声体厚度的增加和铺设面积的扩大，降噪效果显著提升。 图7不同厚度中高频吸声体下主控室声压级频谱3) 优化组合方案通过对比不同组合方式的降噪效果，懿朵科技发现中低频吸声体与中高频吸声体的组合使用，降噪效果最佳，达5dB(A)以上，且降噪频带从低频到高频均有效。这一组合方案成为主控室降噪的首选方案。三、结论与展望1. 本研究进行了低频宽带的吸声结构设计，弥补传统材料低频吸声不足的缺陷，针对性解决核电站主控室的低频降噪问题。2. 以核电站主控室为对象，使用统计能量法，建立大空间宽频噪声仿真分析流程及方法。3. 通过仿真计算，优化空间吸声体的布置方案，并对比验证不同方案之间的降噪效果。其中中低频吸声体与中高频吸声体组合降噪达9.2dB(A)，降噪频带从低频到高频均有效，为主控室降噪首选方案。来源：懿朵科技