Page 45 - 《应用声学》2023年第2期
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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                                          233

                   50                                          度气泡幕降噪量频率变化曲线。取水层深度上的

                   40                                          平均值,可以看到在气泡幕附近的水层区域,除较
                   30                                          低频率外,增加气泡幕的厚度可以提升气泡幕的降
                 ᬌ٪᧚/dB  20                                    噪值。但增加气泡幕厚度带来的降噪量的增量较

                   10
                                                               小,若气泡幕的厚度增加 3 倍,由 0.25 m 变为 1 m
                                                50 m
                                                30 m
                    0                                          后,最多仅能获得2.0 dB左右的降噪增量。图10(b)
                                                10 m
                  -10                                          为距桩体 2000 m 处不同厚度气泡幕降噪量频率变
                  -20                                          化曲线,可以看出在较远水平距离处,气泡幕的降噪
                     0         500       1000      1500
                                  ᮠဋ/Hz                        效果已不再有明显的随气泡幕厚度的增加而递增
                图 9  不同布放位置的气泡幕距桩体 2 km 远处降                    的趋势。
                噪量频率变化曲线
               Fig. 9 Frequency domain distribution of noise re-  2.3.3 气泡幕占空比
               duction value 2 km away from the pile at different   图 11(a) 为不同占空比气泡幕距桩体 2 km 处
               positions of air bubble curtain
                                                               降噪量频率变化曲线。取水层深度上的平均值,可
             2.3.2 气泡幕厚度                                       以看到采用更高的占空比的气泡幕会获得更好的

                 增加气泡幕的厚度可以提高气泡幕对噪声的                           降噪效果。在频率大于共振频率 750 Hz 后,不同占
             散射和吸收作用。图10(a)为距桩体30 m处不同厚                        空比气泡幕的降噪量开始有明显差别,这是因为在
                                                                  50
                       20
                                0.25 m                                     0.25 m
                                0.50 m                            40       0.50 m
                                1.00 m                                     1.00 m
                       15                                         30
                     ᬌ٪᧚/dB  10                                 ᬌ٪᧚/dB  20


                                                                  10
                                                                   0
                        5                                       -10
                         0        500        1000      1500        0         500        1000      1500
                                      ᮠဋ/Hz                                      ᮠဋ/Hz
                                 (a) ᡰೈʹ30 mܫᬌ٪᧚                          (b) ᡰೈʹ2000 mܫᬌ٪᧚

                                            图 10  不同厚度气泡幕降噪量频率变化曲线
                 Fig. 10 Frequency domain distribution of noise reduction value of air bubble curtain with different thickness
                       40
                                2.5%
                                1.0%                                        2.5%
                       30                                         10 2      1.0%
                                0.5%                                        0.5%
                     ᬌ٪᧚/dB  20                                  ኎஍ܦᛰѓጇ஝/(dBSm -1 )  10 0


                       10
                        0

                     -10                                         10 -2
                         0        500        1000      1500         10 1    10 2    10 3    10 4    10 5
                                      ᮠဋ/Hz                                       ᮠဋ/Hz
                             (a) ˀՏӴቇඋඡจ࣫ᬌ٪᧚ᮠ۫Ѭ࣋                           (b) ඡจ࣫ᄊ኎஍ܦᛰѓጇ஝

                                           图 11  不同占空比气泡幕降噪量频率变化曲线
                     Fig. 11 Frequency domain distribution of noise reduction value of air bubble curtain with different
                     air-volume fraction
   40   41   42   43   44   45   46   47   48   49   50