引言
YIDUO
TECH
城市轨道交通快速发展,轮轨噪声已成为沿线环境噪声控制的关键对象。低矮声屏障因安装空间小、不影响行车视野、维护便捷,在高架、地面线路中应用广泛,但其降噪效果与顶部结构形式强相关,需通过精准仿真量化评估。
懿朵科技基于有限元声学仿真,完成4种顶部结构低矮声屏障的降噪性能对比,为工程选型与产品优化提供数据支撑。
研究背景
轨道车辆运行时,轮轨冲击、设备振动形成宽频噪声,向轨侧辐射并影响敏感区域。
本次研究核心目标
预测1276mm低矮声屏障在轨侧安装后的降噪效果。
对比A/B/C/D四种顶部结构的降噪差异。
给出性能-成本最优的推荐方案,指导产品迭代。
图1 低矮声屏障结构示意图
仿真方案与模型建立
01
分析对象
✦
声屏障高度:1276mm
安装位置:轨道两侧对称布置
变量:仅顶部结构形式不同,其余尺寸、安装方式一致
工况:无屏障、A、B、C、D共5组对比
02
分析方法
✦
采用声学有限元法,建立二维声场模型,模拟车辆通过时的噪声辐射、反射、绕射规律,适用于开放声场、宽频域、大尺度外场降噪预测。
03
模型与测点
✦
声源:近轨线性声源,模拟轮轨噪声
车体、轨道、声屏障按实际尺寸建模
测点:近轨FF1-FF4、中距FF5-FF8、远距FF9-FF12,覆盖高度1.2-7.5m、水平距离10.7=43.2m
图2 评价测点位置示意图
图3 低矮声屏障降噪效果仿真模型
YIDUO
核心仿真结果
声压分布规律(1000Hz)
无声屏障:噪声在车厢底部多次反射,向两侧强辐射,声压级高、覆盖范围大
加装声屏障:显著改变声压分布,屏障后方声影区降噪明显,近声源侧改善最突出
总声压级对比(关键结论)
整体降噪:除近距离高位FF1、FF2外,降噪量2.8-6.4dB,低矮声屏障降噪有效
结构分组:
A、B性能接近,降噪量中等
C、D性能更优,降噪量更高
性价比:C结构降噪与D相当,构造更简单、成本更低,综合最优
频谱特性(20-2000Hz)
有效降噪频段:200Hz-1250Hz
低频(<200Hz)降噪有限,降噪后能量仍集中低频
C结构频谱更平稳,中高频波动小于D,稳定性更优
图4 不同结构形式声屏障条件下的测点声压级分布情况
研究结论与工程建议
结论
01
1276mm低矮声屏障可实现有效降噪,多数测点降噪2.8-6.4dB,高位近点改善有限。
02
结构C为最优选型:降噪优于A/B,结构简单、成本低于D,性价比突出。
03
降噪带宽集中200-1250Hz,低频仍为短板。
优化建议
在高度受限条件下,对结构C顶部开展:
声学吸声/干涉结构优化
低频隔声增强设计
顶部扰流与声绕射抑制
进一步提升全频段降噪能力,适配更高环保标准。
懿朵科技技术价值
本次仿真基于工程实测+高精度数值模拟,形成可直接落地的声屏障选型依据:
为轨道交通、市政道路低矮型降噪设施提供标准化仿真流程
支撑结构-材料-声学一体化设计,缩短研发周期
助力客户实现降噪效果、安装成本、运维便捷性三重最优