用边界元有限元法研究高架结构辐射噪声

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1、http://qks.cqu.edu.cn第３４卷第１期土木建筑与环境工程Ｖｏｌ．３４Ｎｏ．１２０１２年２月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｉｖｉｌ，Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌ＆ＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＦｅｂ．２０１２用边界元有限元法研究高架结构辐射噪声高飞，夏禾，曹艳梅，安宁（北京交通大学土木建筑工程学院，北京１０００４４）摘要：高架结构是城市轨道交通的重要部分，其引起的结构辐射噪声问题引起了越来越多的关注。基于边界元Ｈｅｌｍｈｏｌｔｚ积分公式和有限元流固耦合系统理论，推导了结构振动加速度与辐射声压之间的声传递向量，该传递向量可通过单元辐射叠加法求得，结合采用

2、直线电机车辆的北京首都机场快轨线某段高架桥梁段现场试验结果进行了比较分析。结果表明：使用该方法计算的声压结果与实测结果的声压频谱分布及变化趋势吻合较好，该方法可用于城市轨道交通高架结构辐射噪声的预测研究。关键词：轨道交通；高架结构；边界元有限元法；声传递向量；噪声治理中图分类号：Ｕ４４８．２１；ＴＵ１１２．２文献标志码：Ａ文章编号：１６７４４７６４（２０１２）０１００４２０５犃狀犪犾狔狊犻狊狅犳犈犾犲狏犪狋犲犱犛狋狉狌犮狋狌狉犲犚犪犱犻犪狋犲犱犖狅犻狊犲狑犻狋犺犅犈犕犉犈犕犕犲狋犺狅犱犌犃犗犉犲犻，犡犐犃犎犲，犆犃犗犢犪狀犿犲犻，犃犖犖犻狀犵（ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｉ

3、ｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｎｄＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ，ＢｅｉｊｉｎｇＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００４４，Ｐ．Ｒ．Ｃｈｉｎａ）犃犫狊狋狉犪犮狋：Ｕｒｂａｎｒａｉｌｔｒａｎｓｉｔｉｓｂｅｃｏｍｉｎｇａｎｉｍｐｏｒｔａｎｔｍｅａｎｓｏｆｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎａｎｄｅｌｅｖａｔｅｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｓｏｎｅｉｍｐｏｒｔａｎｔｐａｒｔｏｆｕｒｂａｎｒａｉｌｔｒａｎｓｉｔ．Ｓｏｔｈｅｒａｄｉａｔｉｏｎｎｏｉｓｅｉｎｄｕｃｅｄｂｙｅｌｅｖａｔｅｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｔｔｒａｃｔｓｍｏｒｅａｎｄｍｏｒｅａｔｔｅｎｔｉｏｎ．Ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｔｈｅ

4、ｏｒｙｏｆＨｅｌｍｈｏｌｔｚｉｎｔｅｇｒａｌｅｑｕａｔｉｏｎｏｆＢＥＭａｎｄｆｌｕｉｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅｃｏｕｐｌｉｎｇｓｙｓｔｅｍｏｆＦＥＭ，ｔｈｅｓｏｕｎｄｐｒｅｓｓｕｒｅｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｖｅｃｔｏｒｒｅｆｌｅｃｔｉｎｇｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｖｉｂｒａｔｉｏｎａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎａｎｄｒａｄｉａｔｉｏｎｏｆｓｏｕｎｄｐｒｅｓｓｕｒｅｉｓｄｅｒｉｖｅｄａｎｄｓｏｌｖｅｄｂｙｔｈｅｅｌｅｍｅｎｔｒａｄｉａｔｉｏｎｓｕｐｅｒｐｏｓｉｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄｒｅｓｕｌｔｓａｒｅｉｎｇｏｏｄａｇｒｅｅｍｅｎｔｗ

5、ｉｔｈｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｄａｔａｆｒｏｍａｖｉａｄｕｃｔｓｅｃｔｉｏｎｏｆｔｈｅＢｅｉｊｉｎｇａｉｒｐｏｒｔｒａｐｉｄｒａｉｌｔｒａｎｓｉｔ．犓犲狔狑狅狉犱狊：ｒａｉｌｔｒａｎｓｉｔ；ｅｌｅｖａｔｅｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ；ＦＥＭＢＥＭ；ｓｏｕｎｄｐｒｅｓｓｕｒｅｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ；ｎｏｉｓｅａｂａｔｅｍｅｎｔ随着城市轨道交通的飞速发展，高架结构辐射使用结构有限元时程分析与声学间接边界元相结合噪声问题引起越来越多的关注。但是复杂结构的振的方法对移动荷载作用下变截面轨道梁的振动和噪动辐射噪声问题一直是工程应用中的难题之一，采声进行模拟。文献［６］用车桥耦合振动

6、和空气波传用解析的方法求解复杂结构振动辐射声场参数是非播原理提出桥梁振动辐射低频噪声的计算方法。［１］常困难的。随着数值计算方法的发展，有限元法有限元法可以对所求解的问题得到空间上和时和边界元法已经成为研究任意复杂结构在外力作用间上较为精确的解，但是其计算精度和所划分的单下声振耦合机理的有力工具。用数值计算方法研究元精细程度有关，导致计算量大，时间长。边界元法高架结构振动和辐射噪声的相关问题，国内外已有可将求解问题的维数降低，减少了数据量和计算时不少研究成果，如文献［２４］应用边界元方法对高架间，但是也存在着一些固有的缺点，主要是特征频率轨道桥进行了噪声场和频谱的计算分析。

7、文献［５］上非唯一性问题和奇异积分或超奇异积分问题。因收稿日期：２０１１０６２１基金项目：北京市自然科学基金资助项目（８０８２０２１）；高等学校博士学科点专项科研基金（２００９０００９１２００２１）作者简介：高飞（１９７８），男，博士生，主要从事城市轨道交通高架结构振动与噪声研究，（Ｅｍａｉｌ）ｇｆｅｉ１９７８＠１６３．ｃｏｍ。夏禾（通讯作者），男，教授，博士生导师，（Ｅｍａｉｌ）ｈｘｉａ８８＠１６３．ｃｏｍ。http://qks.cqu.edu.cn第１期高飞，等：用边界元有限元法研究高架