引言
隨著我國經濟技術的發展以及人民生活水平的提高和環保意識的加強，環境噪聲影響問題日益突出。據環保部門統計，在有關污染問題的投訴中，噪聲干擾投訴占將近一半左右，說明噪聲污染影響范圍甚廣。為此對各種噪聲污染源進行準確預測，是各項建設工程中欲采取有關噪聲控制措施的必要前提，也是環境保護工作者必須深入研究的問題之一。
噪聲預測是噪聲評價工作中的重要組成部分，計算預測或測量同類聲源在一定工況下、一定邊界條件下向外界輻射噪聲能量，再依據待預測地區的邊界條件計算一定范圍內的噪聲影響。噪聲評價則是根據國家有關標準，評定該聲源對評價區域內的影響程度及范圍以及超標后所應采取的相應措施。
環境噪聲預測計算由于預測區域一般具有較復雜的地形，而且在預測區域面積較大時，計算、繪圖工作量甚大使其變得異常煩瑣。如需考慮不同條件下的防護措施效果，欲得到較精確的計算結果將是一種非常困難的工作。隨著電子計算機仿真技術的飛速發展，將人們從復雜煩瑣的計算工作中解放出來已成為可能。國際上在該領域比較著名的軟件有比利時LMS公司開發的RAYNOISE，丹麥技術大學的推出ORDENS以及德國的Braunstein+Bendt GmbH公司的Sound PLAN等。本文結合應用實際，給出應用RAYNOISE軟件所得到的預測計算結果與實際測量結果的驗證比較，供有關技術人員參考。
1 RAYNOISE軟件簡介
RAYNOISE是國際上在聲學振動軟件開發比較著名的比利時LMS公司為聲學工程師研制的聲學CAD軟件，主要用于建筑聲學計算機輔助設計。
計算模型所采用的方法為鏡像聲源法和聲線跟蹤法。可在封閉空間、半封閉空間、開敝空間內進行眾多聲學參數的計算，該軟件有如下特點：
(1)計算模型表面數量無限制，因此可盡可能地模擬待預測聲場的表面形狀；
(2)吸聲材料使用的數量無限制，有多少模型表面就可定義多少種吸聲材料；
(3)DATA BASE是開放式的，用戶可隨時對其修改，且接受文本文件格式的數據文件；
(4)基于賽賓系數的墻吸聲模擬計算；
(5)模型中聲源的數量無限制，并可在所定義的聲源中任意選取數個聲源進行計算；
(6)聲像法中的反射階數及聲線法中的聲線數皆可自定義等；
(7)內含各種CAD接口，如AUTOCAD、AN-SYS、I-DEARS等；
(8)友好的用戶界面；
(9)彩色圖或等高線圖輸出。
(10)計算結果有：聲壓級、A聲級、混響時間、混響半徑、語音清晰度等。
圖1 RAYNOISE主要功能框圖可由下圖表示
2 在聲場預測中的應用
首先將待預測的整個聲場進行三維建模處理。由于RAYNOISE擁有眾多的軟件接口，因此用戶可用AUTOCAD等通用軟件建立模型，由于該軟件
的特點，用戶可以較詳盡地模擬整個聲場的地形地貌，包括聲場內的各種建筑物。隨后將定義聲波傳輸介質特性，各種吸聲材料特性，分配吸聲材料，定義聲源特性：包括聲源性質（點、線、面、體聲源）、聲源位置、聲源頻響特性、聲源發射方位角、聲源指向性特性，定義衍射邊等，最后將定義預測計算區域，據此軟件將建立計算模型。計算時用戶可根據需要選定全部或部分聲源，選定計算頻率段。該軟件有較高的效率，一次計算將得到全部結果，包括線性聲壓級、頻帶聲壓級、計權A聲級、計權頻帶A聲級、NC/NR曲線等一系列建聲、電聲結果。
在南方某城鎮鐵路沿線附近擬建一住宅小區，要求評估列車通過時小區的聲環境。按其要求，筆者應用RAYNOISE進行了預測。建立2200m×1600m的預測區域，表面材料定義為草地，建立距地面8m高的高架橋梁，表面材料定義為混凝土；聲源的高度設定為距橋面0.5m處，聲源性質為線聲源。經計算得到距地面1.5m處整個預測區域上的等聲級曲線分布圖，見圖2(圖中每格距離為50m)。經驗證在距離鐵路中心線30m處，該預測值與現場實測值誤差不高于1dBA。
圖2 等聲級曲線分布圖
當聲場預測后發現某些區域聲環境不理想，需要采取屏障防護措施時，RAYNOISE亦能輕松地完成該項內容。一城市高架輕軌鐵路在距一樓房15m處通過，經預測計算，在距樓房墻面1m處的列車運行輻射噪聲A聲級從地面到頂層在70-78dBA之間，見圖3（圖中每格距離為1m）。
圖3 聲場分布圖
經數個不同高度聲屏障方案的比較計算，有效高度為3.5m的聲屏障可使樓房前1m處頂層的聲級值下降8dBA左右。最終預測結果見圖4。（由于篇幅所限，各種屏障高度下的聲場分布未能一一列出）。
圖4 聲場分布圖
高噪聲車間內的聲場預測由于要考慮混響的影響較之室外聲場計算就更復雜，此時使用RAYNOISE軟件則更能體現其優越性。某車間內有8臺設備布置于車間一角，墻面均為混凝土，頂棚為木質吊頂。經計算得到整個車間的A聲級分布圖，見圖5。
圖5 車間內A聲級分布圖
3 結束語
聲學量預測計算應用計算機模擬是近十年來發展起來的新技術，與傳統的方法相比，不僅效率高，而且可以得出傳統方法不能實現的結果，同時為聲學設計的定量化提供了有效的手段。可以預見到，隨著各種模擬算法的不斷改進，相應的模擬軟件也將日趨完善。國內也已引進了各類聲學仿真計算軟件，在聲學設計計算中應用計算機仿真技術必將會越來越廣泛。
核心關注：拓步ERP系統平臺是覆蓋了眾多的業務領域、行業應用，蘊涵了豐富的ERP管理思想，集成了ERP軟件業務管理理念，功能涉及供應鏈、成本、制造、CRM、HR等眾多業務領域的管理，全面涵蓋了企業關注ERP管理系統的核心領域，是眾多中小企業信息化建設首選的ERP管理軟件信賴品牌。
轉載請注明出處：拓步ERP資訊網http://www.vmgcyvh.cn/
本文標題：聲學仿真軟件在噪聲預測和評價中的應用
相關文章
