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原文传递跨江桥梁水下振动噪声特性研究

论文题名：	跨江桥梁水下振动噪声特性研究
关键词：	悬索桥;车致振动;水下噪声;数值仿真;噪声特性;车桥耦合振动
摘要：	随着交通输运的发展，跨江桥梁越来越多，且很多穿过国家水生生物自然保护区。水生生物依靠声音信号来感知外部环境，车致桥梁结构振动而产生的水下辐射噪声会对其声音信号的发射与接受造成极大的干扰。此外，过大的辐射噪声会直接在物理上损伤水生生物的听力，致其产生暂时性甚至永久性的听力阈移。目前，桥梁引起的水下振动噪声特性、辐射机理和影响范围尚不明确。在此背景下，本文结合某过江通道工程，对其运营过程中车致桥梁振动所引起的水下振动噪声进行预测分析，揭示各种声源的噪声特性、传播及衰减规律，为水下濒危物种的听觉保护提供理论依据。本文的主要研究工作如下：　　（1）建立了基于MIDAS的三维杆系动力学数值仿真模型和基于ANSYS的三维混合动力学数值仿真模型，分别对两个模型进行模态分析，探讨了桥梁-土体系统的自振特性，验证了模型的有效性，为后续的研究提供数据支撑。　　（2）基于声模态传递向量法进行桥塔/土体辐射噪声的预测与分析。生成随机车流模型，基于模态叠加法进行车桥耦合分析，得到三种随机车流工况下的桥塔与土体结构的振动响应；建立了基于LMSVirtual.Lab的三维桥梁-土-水-空气耦合模型，并将桥塔-土体结构的模态位移作为声学网格与结构网格的耦合边界，得到声模态传递向量；结合声模态传递向量和车桥耦合振动响应进行桥塔/土体辐射噪声的预测；基于预测结果，初步分析了辐射噪声的时频特性与传播规律。　　（3）从辐射噪声空间分布特性和桥塔/土体辐射噪声贡献分析两方面研究桥梁水下振动噪声的辐射机理与特性。建立各个方向的平面、弧形场点，获得水下噪声声场云图，分析其传播及衰减规律，厘清水下不同区域的噪声特性；分别计算桥塔与土体的辐射噪声声压级，厘清桥塔辐射噪声与基础土体辐射噪声对总噪声的贡献大小。
作者：	陆炜
专业：	交通运输;交通运输工程
导师：	宋晓东;费梁
授予学位：	硕士
授予学位单位：	东南大学
学位年度：	2022