Tiếng ồn trên cao tốc vẫn còn là một trong những thách thức môi trường phổ biến nhất cho cộng đồng gần hành lang giao thông lớn. trong khi rào cản vật lý từ lâu là chiến lược giảm tốc độ chính, hiệu suất của họ phụ thuộc vào nhiều yếu tố - he, vật chất, hình dạng, vị trí và khí tượng địa phương. Bài báo này cung cấp một sự mô phỏng khéo léo, bước theo bước, hướng dẫn mô phỏng, quản lý vật lý vật lý, và các tài nguyên thực tế, cùng với các tài nguyên bên ngoài và các nguồn lực lượng thực tế.

Vật lý thuyết cổ vũ và ngăn trở tiếng ồn

Để mô phỏng hiệu quả của rào chắn, trước tiên ta phải hiểu cơ chế vật lý trong trò chơi âm thanh di chuyển như sóng áp suất qua không khí khi sóng chạm trán với một chướng ngại vật vững chắc như một rào chắn, ba hiện tượng cơ bản xảy ra:

  • Chương trình ) – Âm thanh uốn cong xung quanh đầu và cạnh của rào chắn, đặc biệt ở tần số thấp hơn nơi các bước sóng dài.
  • Từ chối – Một số luồng năng lượng âm thanh từ mặt rào chắn, có khả năng gây ra cấp độ tăng ở mặt đối diện hoặc tạo ra sự can thiệp đa chiều.
  • Sự hấp thụ ) – vật liệu kích thích hoặc sợi chuyển đổi năng lượng âm thanh thành nhiệt, giảm âm thanh phản chiếu.

Trình mô phỏng CFD không mô phỏng trực tiếp âm thanh như một phương trình sóng theo cùng một cách. Thay vào đó, chúng thường sử dụng một so sánh [FLT:] [FLTYS Acouss ). Thay vào đó, chúng thường sử dụng [FLT:] [FLT:] [FLT:] [FT:] [FTT: 0]]] [FLTYS AFFFFFFGS [FGGGGS [FT: 1] [FTTTTTTTTTTTTTTTTTTTTT] [F: 1] [FAMS] [FS] [FS] [FS] [FLTKKKKKKKKKKKKKKKKKS]] [FKKKKKKKKKKKKKKKKS [FS [F: 1]]]]]]]]], hoặc là phương

Trình mô phỏng dòng chảy trong ANSYS Fluent

Thủ tục sau đây đưa ra phương pháp để mô hình hiệu quả sử dụng tiếng ồn. Mỗi bước cần phải cẩn thận chú ý đến chất lượng, điều kiện ranh giới và thiết lập giải quyết.

1. chuẩn bị hình học và xây dựng mô hình

Bắt đầu bằng cách tạo ra một hình đại diện 3D của đường cao tốc.

  • Bề mặt đường và đường xá (thường được mô hình hóa như máy bay phẳng).
  • Hồ sơ xe cộ là những thân thể lừa bịp đơn giản hoặc là nguồn gây ra tiếng ồn.
  • Hàng rào nhiễu (pear, đứng, góc hoặc cong).
  • Địa hình xung quanh, đặc biệt nếu địa hình ảnh hưởng đến các kiểu gió.

Phần lớn người dùng nhập hình học CAD từ các công cụ như « Tập đoàn đoàn » hay « SpaceClaim ». Đơn giản hóa các chi tiết không ảnh hưởng đến dòng chảy hay âm thanh (v. d., bu lông nhỏ, trục bảo vệ). Miền nên mở rộng nhiều rào cản lên dòng xuôi dòng, và theo chiều dọc để tránh hiệu ứng ranh giới nhân tạo.

2. Thế hệ: Bí quyết để xác thực

MỘT phương trình ANSYS giải quyết các phương trình phân loại trên một lưới lưới. Đối với mô phỏng rào chắn tiếng ồn, một hình thức phân loại là điển hình:

  • Các yếu tố không cấu trúc ) trong lĩnh vực xa để xử lý hình học phức tạp.
  • [FLT:] lớp lăng trụ [FLT: 1] [FLT:] gần rào chắn và bề mặt đường để thu lớp [FLT:] [FLT:] [FT:] giá trị [FLT] dựa trên mô hình nhiễu loạn] cần [FL:4] [FL:] [FL:5] [FL:5], trong khi 300], các mô hình ít-n-n-l-l- mong muốn [FT] [FT].R].
  • sự tinh luyện [FLT:] xung quanh cạnh sắc nét, rào chắn trên đầu và vùng đánh thức phương tiện.

Kích thước mê cung nên đủ để giải quyết tần số quan tâm cao nhất. Một quy tắc ngón cái: ít nhất 10 tế bào mỗi bước sóng theo chiều dài. Để có âm điệu 1 kHz (thời gian [ sóng ~ 0,34 mét), cần phải có khoảng cách 0,03 mét. Điều này thường dẫn đến việc tạo ra hàng chục triệu tế bào cho mô hình 3D. Hãy dùng [FLT: 0] công cụ tạo âm thanh [FLS] [FL: 1] để cân bằng với giá trị điện toán.

3 Đặt các điều kiện và định nghĩa mã nguồn

Xác định dòng chảy và các nguồn âm thanh:

  • Inlet: xác định xác định xác lập vận tốc đại diện cho tốc độ và hướng, thường dùng lớp khí quyển vô tuyến. Ví dụ: U(z) = (u*/ i*/z/z) .
  • Ratlet: áp suất tại các xung quanh áp suất tĩnh.
  • Các cửa sổ: bề mặt đường, rào chắn và địa hình được mô hình như là không có bức tường hình hồng cầu.
  • Nguồn năng lượng âm thanh: Trong nhiều nghiên cứu, phương tiện được mô phỏng như là một điểm đơn đỉnh đặt tại các trung tâm đường, với mức độ âm thanh xác định (v. d., 80–1 dBA phụ thuộc vào kiểu xe và tốc độ). Hoặc, một nguồn xoay hoặc di chuyển có thể được mô phỏng bằng cách trượt mesh, nhưng điều đó tăng độ phức tạp ban đầu. Để bắt đầu, hãy xem xét, hãy diary pingle hoặc chỉ một rãnh đủ.

Thiết lập bộ sáng và mô hình độ hỗn loạn

Đối với hầu hết các giả lập tiếng ồn trên xa lộ, dòng chảy là hỗn loạn và không thể nén. Khuyên thiết lập trong tin nhắn ANSYS:

  • Trình quản lý: dựa trên áp suất, ổn định trạng thái cho dòng chảy, sau đó chuyển sang tạm thời cho các phép tính âm thanh.
  • Mô hình: [FLT: 0] với các chức năng chuẩn cho ứng dụng công nghiệp. Để có độ chính xác cao hơn gần rào chắn, hãy dùng mô hình , để xử lý sự phân chia tốt hơn.
  • Ứng dụng ) Bật mô hình FFFFLTS Williams–Hawkings. Xác định điểm nhận ở mức độ mặt đất phía sau hàng rào (v. d., cao 1, 5m, 20m, 50m từ rào). Đặt nguồn tương quan với các điểm « nhiễu » gần rào chắn hoặc với các điểm đã xác định.
  • Bước Thời gian: ) Chọn một bước ) để giải quyết tần số cao nhất [FLT:] [FLT:] [FLT:] [FLT:] [FLT: 50] để giải quyết tần số cao nhất. Đối với [FL:6] [FL: 6] [FL:] [FL:] [FL:] [FL:], FL: 50] để có thể ổn định thời gian cho thời gian chạy (thời gian chuẩn hoá].

5 Chạy mô phỏng và theo dõi sự hội tụ

Thực hiện một tính toán dòng chảy ổn định tiểu bang trước tiên để thiết lập trường lưu thông. Theo dõi phần trăm và hệ số lực (v. d., kéo trên rào chắn). Một khi đã hội tụ (các tính toán < 1e-4 để liên tục, < 1-5 cho nhiễu), chuyển sang chế độ tạm thời. Trong khi chạy, chạy các tín hiệu áp suất acus tại điểm nhận. Hãy dùng Autosave mỗi vài bước.

6, sau khi phân tích và phân tích kết quả

Sau khi mô phỏng, chất lỏng ANSYS có thể tạo ra:

  • mức áp suất âm thanh [SL:1] [FLT:] vòng xoay trong miền.
  • Cầu vượt tại địa điểm nhận (FLT nhanh hơn bốn biến đổi của tín hiệu áp suất).
  • Sự mất mát ) — sự khác biệt về SPL với và không có rào cản tại cùng một điểm.

So sánh kết quả với công thức thực tế (v. d., từ Hướng dẫn thiết kế nhiễu nhiễu ) hoặc đo lường trường hợp hợp hợp hợp hợp lệ. Số đo chung: mức cân chung [FLT: BAD] và việc phân phối quang phổ (125–4 kHz).

Suy xét về cách tạo mẫu cao cấp

Tập trung hiệu ứng không khớp

Tốc độ gió, nhiệt độ chuyển đổi, và nhiễu nhiệt độ có thể bẻ cong sóng âm và ảnh hưởng đến việc truyền tải. Trong ANSYS Fluent, chỉ định độ nhiệt độ hoặc sử dụng phương trình năng lượng để tạo ra sự ngưng nhiệt độ. Đối với gió, bao gồm cả hồ sơ vận tốc và cho phép dòng chảy phát triển; rào cản tự điều chỉnh trường gió địa phương, giới thiệu vùng bóng gió có thể giảm nhiễu theo cách không bị thu được bởi mô hình tia đơn giản hơn.

Những rào cản làm gương

bê tông hoặc kim loại thường phản ánh âm thanh, nhưng nhiều thiết kế hiện đại sử dụng vật liệu có khả năng rửa tội trên mặt rào chắn, xác định hệ số thả và độ dốc tương ứng với hệ số hấp thụ vật liệu (GT). Để có thể tùy chỉnh, cần thiết tăng cường độ cao, cần thiết nhiều hơn, tùy chọn tối ưu hơn.

Hiệu ứng nhiều chướng ngại vật và hẻm núi

Nếu người ta đặt rào cản ở cả hai bên đường cao tốc (có một “đường ống) ”, âm thanh có thể phản ánh nhiều lần, dẫn đến mức độ cao hơn ở cả hai bên.

Kiểm tra và nghiên cứu trường hợp trên thế giới

Nhiều nghiên cứu đã xác nhận sự mất mát dựa trên CFD dự đoán về tiếng ồn dựa trên các giá trị đo lường trường học. Chẳng hạn, các nhà nghiên cứu tại Đại học Texas mô phỏng một hàng rào cao 4 mét cạnh một đường cao tốc 6 Lan và tìm thấy sự mất đi dự đoán về việc chèn vào trong 2 dB giá trị đo (xem [FLT: 0] giấy Acouss [FLT: 1]. Một trường hợp khác được nghiên cứu từ Hà Lan sử dụng ANSY Fluent để phân loại cao nhất (Y- chiều dọc và hiển thị một cải thiện 3 chiều dài của một bộ cảm biến).

Giới hạn và thực hành tốt nhất

Trong khi có sức mạnh, thì CFD cho việc mô phỏng rào chắn nhiễu có những kỹ sư hạn chế phải thừa nhận:

Chi phí tính toán

Để làm giả trình đơn, trước tiên hãy sử dụng sự tương quan kỹ thuật, sau đó tinh luyện với các cấu hình chỉ để cấu hình quan trọng.

Sự chính xác của việc tạo ra nguồn âm thanh

Nguồn đơn cực không thu được sự trực tiếp của phương tiện (cơ chế, động cơ, ống xả). Cách tiếp cận chính xác hơn bao gồm các nguồn chuyển động hoặc hình học phương tiện quy mô toàn bộ, nhưng những phương tiện này tăng thời gian thiết lập. Đối với sự so sánh tương đối (Arier A vs rào chắn B), các nguồn thông tin đơn giản thường là đủ.

Độ phân giải xung quanh cạnh

Sự khuếch tán xảy ra ở hàng rào phía trên; các tủy sống thô bôi trơn hiệu ứng này. Bảo đảm ít nhất 5–10 tế bào nằm trên độ dày và sử dụng các yếu tố bậc hai nếu có thể.

Kết luận

ANSYS Fluent cung cấp một nền tảng đa năng cho hiệu ứng mô phỏng độ hiệu quả nhiễu theo đường cao tốc, cho phép các kỹ sư đánh giá sự mất chèn, hình học tối ưu hóa, và tài khoản cho sự tương tác phức tạp dòng chảy trước khi xây dựng. Bằng cách theo một công việc sửa chữa - hình học cẩn thận, chất lượng cao, độ nhiễu nhiệt độ thích hợp và sự xử lý kỹ thuật sau này có thể đạt được kết quả đó tương quan tốt với hiệu suất thực tế. Phương pháp giảm sự phụ thuộc vào vật lý cơ thể và nhanh chóng cho phép nó tăng cường năng lượng thiết kế. Khi tính năng lượng mặt trời, các mô hình dựa trên thiết kế dựa trên tính năng lượng công cụ sẽ tăng lên một công cụ chuyển đổi sang chức năng nâng cao hơn nữa.

Để đọc thêm, hãy tham khảo ý kiến blog của người Ả Rập ) và [FWA ERWA earlines .