Page 173 - 《应用声学》2021年第1期

第 40 卷 第 1 期 余亮亮等： 基于混合有限元 -统计能量分析的箱梁结构噪声特性分析 169

对比图，从图中可以看出各场点的声压级最大值均 达到峰值。同时，各场点的实测与仿真的声压级趋
出现在315 ∼ 400 Hz 附近，这是因为施加的外荷载 势吻合较好，说明本模型是能够准确预测箱梁轨道
的激振频率的峰值就在315 ∼ 400 Hz附近。各点的 结构的噪声。
实测噪声值与仿真结果吻合得较好，都在400 Hz处
3.2.3 计算效率对比分析
50 本文采用的是 10 : 1 箱梁缩尺模型，单元数
ࠄ฾
45 ͌ᄾ
是 4834，采用混合 FE-SEA 方法具有较高的计算效
40
率，能够大大缩减计算时间。本模型在采用四核
ܦԍጟ/dB 30 3.0 GHz CPU 和12 GB 内存容量的情况下，计算时
35
25 间不到 10 min，与其他计算方法 (见文献 [15]) 比较
效率较高，对于快速预测高架轨道结构噪声具有很
20
大的优势。表4是不同方法的计算效率比较。
15
10
20 50 100 200 400 800 表 4 不同模型计算效率对比
ᮠဋ/Hz
Table 4 Comparison of calculation effi-
图 12 N 1 点声压级实测与仿真对比 ciency of different models
Fig. 12 Measured and simulated comparison of 网格单 计算总 文件
计算方法 频率范围/Hz
N 1 point sound pressure level 元数量 时间/h 大小/GB
本文方法
60 20 ∼ 800 4834 < 0.2 < 1
(FE-SEA)
ࠄ฾ 常规 BEM 方法 20 ∼ 200 7198 8 9
50 ͌ᄾ
缩减 BEM 方法 20 ∼ 200 3326 2.5 3.5
ܦԍጟ/dB 40 4 箱梁声辐射计算和声贡献量分析以及振

30 动传递规律分析
4.1 远场声辐射分析
20
为了研究远场位置箱梁的声辐射特性，如图 15
20 50 100 200 400 800
ᮠဋ/Hz 所示，在箱梁的跨中断面布置点 P 1 、P 2 、P 3 ，其中 P 1
和 P 2 分别距离轨面以上 0.35 m 和 0.12 m；P 3 距离
图 13 N 2 点声压级实测与仿真对比
箱梁底部 0.3 m。各点距离轨道中心线的水平距离
Fig. 13 Measured and simulated comparison of
为2.5 m。由图 16可知，点P 1 、P 2 、P 3 虽然距离箱梁
N 2 point sound pressure level
的位置各不相同，但是在远场的声压级基本保持一
60
ࠄ฾ 致，说明在远场箱梁结构可以视为点声源。
͌ᄾ
50
P 1
0.25 m
ܦԍጟ/dB 30 0.12 m P 2
40

20
0.3 m

10 P 
20 50 100 200 400 800
2.5 m
ᮠဋ/Hz
图 14 N 3 点声压级实测与仿真对比 图 15 远场测点位置示意图
Fig. 14 Measured and simulated comparison of Fig. 15 Schematic diagram of the location of the
N 3 point sound pressure level far-field measuring point