摘要:本文通過對計算機模擬軟件raynoise的交通噪聲模擬分析結果與實驗室縮尺模型測量記過的對比來驗證計算機模擬軟件在交通噪聲治理工程的實際的可信度。進一步對公路隔聲屏障的各種形式所產生的不同降噪效果進行模擬對比,從而對不同形式隔聲屏障的降噪效果有更深入的了解。 關鍵詞:計算機模擬 交通噪聲 隔聲屏障 一、概述 我國高速公路修建的初始階段, 交通流量相對較少, 交通噪聲沒有引起人們的重視。隨著汽車時代的到來, 高速公路交通流量的迅猛增長, 城市車流量急劇增加, 隨之而來的城市道路交通噪聲對環境污染越來越嚴重, 已成為社會公害之一, 成為世人關注的熱點。 關注其準確度與對引起誤差源方面加以確認。同時, 軟件使用者必須清醒地認識到, 先進的程序不能替代使用者的聲學知識和經驗, 輸入數據的正確性和精確度又是另一項重要因素。 通過計算機聲學軟件,輸入三維模型,形象清楚的表達出建筑物,地面,地形,聲屏障,聲源等的空間位置。通過最大程度的細致描述,準確模擬噪聲在建筑物、聲屏障、地形間傳播的折射、反射、衍射和吸收,從而提高預測手段和預測效率。 .RAYNOISE軟件系統的基本原理 RAYNOISE主要以幾何聲學為理論基礎,幾何聲學假定聲學環境中聲波以聲線的方式向四周傳播,聲線在與介質或界面(如墻壁)碰撞后能量會損失一部分,這樣,在聲場中不同位置聲波的能量累積方式也有所不同。80年代后期以來,隨著計算機技術的高速發展,數字技術正逐漸占據主導地位。數字技術的核心就是利用多媒體計算機進行建模,并編程計算脈沖響應。該技術具有簡便、快速以及精度可以不斷改善的特點,這些是模擬技術所無法比擬的。計算脈沖響應有兩種著名的方法:虛源法和聲線跟蹤法。兩種方法各有利弊。后來,又產生了一些將它們相結合的方法,如圓錐束法和三棱錐束法。RAYNOISE將這兩種方法混合使用作為其計算聲場脈沖響應的核心技術。對于戶外交通噪聲的模擬,Raynoise軟件所依據的模擬原理有: 1軟件衍射模擬原理 1).衍射路徑 聲場的經典幾何分析方法(虛聲源法、聲線追蹤法、混合法)都沒有考慮聲音的衍射。但由于在戶外交通噪聲中衍射是十分重要的,RAYNOISE便采用了一種近似法來計算衍射,也就是計算衍射波中到達物體(以屏障最為典型)的聲影區的那一部分。這只要通過搜尋一階衍射路徑便可以完成。此路徑是一條從聲源(或虛聲源)到接收點的最短折線,折點(衍射點)要在屏障的邊緣線上(見圖 1)。 \ 圖 1  S(虛)聲源,M接收點,BE衍射邊界,D衍射點   首先需要用戶在幾何模型中定義衍射邊界,然后RAYNOISE會自動找尋符合以下條件的衍射路徑: 1       衍射點在衍射邊界的兩個端點之間; 2       接收點在屏障的聲影區內; 3       衍射路徑第一部分(從聲源至衍射點)不應被其它幾何面所打斷。 2). 衍射路徑的累積 很自然地,聲波衍射往往不只發生于一條衍射路徑(如圖2)。例如,一個模型由地面、聲屏障、接收點組成,那么將會出現三條衍射邊界(一條在聲屏障頂部,另兩條在聲屏障的兩側邊)。 \ 圖2  一個聲屏障有三條衍射邊界   在這樣的情況下,需要計算所有的衍射給接收點貢獻的聲壓,包括當聲源為連續聲源時,不同衍射路徑因長度不同而形成的相位不同所產生的干涉(圖3 )。