开孔钢筋混凝土圆柱壳声辐射特性研究

论文摘要

随着城市人口的增多，交通压力的增大，高架轨道交通在许多城市得到了空前的发展。这也使得箱形梁的振动噪声问题日益凸显出来，试验测试表明，城市高架轨道箱形梁产生的噪声以低频噪声为主，相关研究表明，这种低频噪声能够使长期暴露其中的人产生恶心、头晕等不适症状，严重者会记忆力减退、失眠，甚至精神崩溃。但限于高架箱形梁结构动力行为的复杂性和噪声辐射条件的复杂性以及诸多不确定因素，目前对其产生的低频噪声问题的研究较少，因此，尽快查明结构辐射噪声的机理并借此找出有效的治理低频噪声的方法十分重要。本文首先对两端封闭的钢筋混凝土圆柱壳体结构进行了噪声辐射的研究，因为此结构形式简单，容易和现有理论解、试验数据进行比较，能够保证数值模拟的正确性，其次，与此类似的圆柱壳体，水下结构声辐射问题已得到很好的解决，可供借鉴。该分析也是进一步研究箱形截面梁和高架桥等结构，因振动而引起的噪声辐射问题的基础。而且，该研究也可为寻求低频噪声的防治对策提供帮助。文中数值模拟并比较分析了封闭圆柱壳和开孔圆柱壳的低频噪声辐射问题，经分析发现，在不影响结构承载力的前提下，通过采取在圆柱壳上开孔的方式，能够一定程度上降低低频噪声的辐射声功率。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题来源
• 1.2 研究的内容与意义
• 1.3 国内外研究现状
• 1.3.1 圆柱壳振动
• 1.3.2 圆柱壳声辐射
• 1.4 声固耦合问题的研究方法
• 1.4.1 数值方法
• 1.4.2 实验测量方法
• 1.5 本文主要研究内容
• 第二章 壳体的声辐射方程及有限元理论
• 2.1 引言
• 2.2 耦合系统的控制方程
• 2.2.1 结构模型的描述
• 2.2.2 圆柱壳体的运动方程
• 2.2.3 结构-流体耦合方程
• 2.2.4 结构-声场耦合方程及声辐射
• 2.3 流场中的声辐射理论
• 2.3.1 流场中有限长圆柱壳的辐射声压
• 2.4 流固耦合问题的有限元方法
• 2.4.1 有限元基本理论及求解思路
• 2.4.2 声固耦合问题的有限元原理
• 2.4.3 流固耦合作用的有限元方程
• 2.4.4 谐响应声场分析
• 2.4.5 网格划分
• 2.5 声级理论
• 2.5.1 声级的定义
• 2.5.2 声级的计算
• 2.6 本章小结
• 第三章 声辐射特性的有限元计算结果分析
• 3.1 模型简介
• 3.2 噪声辐射
• 3.3 改良模型分析
• 3.4 比较和结论
• 3.5 本章小结
• 第四章 结论与展望
• 4.1 结论
• 4.2 展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间参加的项目和发表的论文
• 致谢