Page 43 - 《应用声学》2023年第2期

第 42 卷 第 2 期 李坤炬等： 基于有限元抛物方程混合模型的气泡幕降噪效果研究 231

FEM-PE
വیᏹՌ᣸ႍ
FEMᝠካ۫ PEവیᝠካ۫ 60
SPL/dB
250 ງएࣱکϙ
50 ඵງ2 m
ඵງ16 m
240
10 40
ඵງ/m 20 230 ᬌ٪᧚/dB 30
220
20
30
210 10
40 200 0
-10
0 20 40 60 80 100 0 500 1000 1500
ᮠဋ/Hz ᮠဋ/Hz
(a) ඡจ࣫ᬄᤃӝ۫ܦڤᝠካፇ౧(f=800 Hz) (b) ඡจ࣫ࠫˀՏᮠဋʾ੪ೈፇ౞ᣣ࠱٪ܦᄊᬌ٪ϙ
图 5 气泡幕附近区域声场计算结果
Fig. 5 Sound field characteristics in coupled boundary region of FEMPE model

10
ඵງ/m 20 SPL/dB
250
30
40 240
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800
230
ඵࣱᡰሏ/m
(a) ඡจ࣫࣋ஊҒ 220
210
10
ඵງ/m 20 200
30
190
40
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800
ඵࣱᡰሏ/m
(b) ඡจ࣫࣋ஊՑ

图 6 气泡幕布放前后打桩结构辐射声场传播情况对比 (f = 800 Hz)
Fig. 6 Comparison of sound propagation of pile driving structure with and without bubble curtain (f = 800 Hz)

图 7(a) 为频率 800 Hz 时气泡幕毗邻区域打桩 未布放气泡幕情况下降较快，这是因为沿路径3 (见
结构辐射噪声声压级水平变化曲线。为便于分析， 图 4) 传播到气泡幕后的马赫锥的波阵面与气泡幕
取水层深度上的平均值，可以看出由于气泡幕对噪 呈一定夹角，在传播过程中会因在沉积层与海面的
声的反射作用，气泡幕前的声压级要高于未布放气 不断反射和透射而迅速衰减，使气泡幕后的声压级
泡幕的情况，最高相差 4.4 dB；在气泡幕布放位置 快速下降；同时随着水平距离的增加，该部分噪声
处的声压级急剧降低，明显低于未布放气泡幕的情 的能量占比也因为衰减越来越低，在水平距离大于
况，在图 6(a) 中的水平距离 50 m 处，布放气泡幕情 1000 m 时，两种情况下噪声声压级的差值趋于平
况下的噪声声压级相较于无气泡幕情况降低了大 稳，稳定在24.2 dB 左右，且越来越接近柱面波衰减
规律。
约6.7 dB。
图 7(b) 为频率 800 Hz 时打桩结构辐射噪声远 2.3 气泡幕参数变化对降噪效果影响研究
距离声压级水平变化曲线，其中虚线为水深 6 m 处 本节重点研究了不同位置、厚度、占空比和气
的声压级水平变化曲线，实线为深度平均后的声压 泡半径的气泡幕的预期降噪效果。基本参数设置如
级水平变化曲线。可以看出在水平距离小于 500 m 表1所示，分别改变气泡幕的各项参数，研究这些参
时，随着水平距离的增加，气泡幕后声压级相对于 数变化带来的影响。