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上海地铁星中路站声场仿真分析及优化设计
| 论文题名： | 上海地铁星中路站声场仿真分析及优化设计 |
| 关键词： | 地铁地下站点;声场仿真;吸声降噪;公共广播系统;优化设计 |
| 摘要： | 地铁地下站点是乘客和相关工作人员的集中区域，其声学环境好坏对人的心理及生理健康影响较大。地铁进出站噪声、相关设备运行噪声等都会影响站点内的声学环境。地铁站点虽然属于非专业声学空间，但如果声学设计不当，将会严重影响站点空间内的音质和语言交流清晰度。本文以上海地铁9号线星中路站为例，对站点声场进行了仿真分析与优化设计；并以站点内广播系统为声源对站点内音质进行了分析与优化。 首先，测量得到了站点的三维几何数据以及在地铁不同行驶工况下的站点噪声和广播系统声音数据。基于测得的星中路站点的结构数据，建立了站点的三维数值模型。在不同候车区域及座椅区域乘客处布置测点，对地铁减速进站、站间停车、加速出站的运行全程噪声以及站点广播系统正常播音时的声源信息进行了测量。通过频谱分析，得出站点噪声的主要能量集中区域，为进一步的站点声场仿真优化和音质设计奠定了基础。 其次，建立了站点的声学有限元分析模型并进行了仿真优化设计。通过合理简化，建立了星中路站点的有限元模型，考虑地铁进、出站点两种工况，计算得出相关测点的声压级，通过与试验数据对比，验证了该模型的正确性。为实现站点降噪，采用正交试验方法，对吸声材料在隧道内不同的贴附方式进行了仿真研究，选出最佳降噪方案。仿真计算结果表明，该方案可有效改善站点内声场分布并降低其声压级。 最后，建立站点的音质设计模型，利用仿真计算与主观评价相结合的方法对站点音质进行了优化设计。通过改变站点天花板吸声材料的平均吸声系数计算得到了音质参数不同的声音样本，利用成对比较法对其进行了主观评价。评价结果表明，人们倾向于选择相对较小的站点混响时间。通过对比吸声材料的平均吸声系数与站点混响时间的关系曲线，确定了星中路站点的最佳混响时间，通过不同混响时间下的其他客观参数对比，验证了最佳混响时间的正确性。将站点天花板和隧道同时进行吸声处理，有限元仿真结果表明，站点内音质状况良好，进一步降低了站点内的噪声。 本文旨在建立地铁地下站点的声学仿真和优化流程，所提出的方法可推广应用于其他类似地铁地下站点进行声学设计，对改善地铁站点声学环境具有理论指导意义，可为地铁地下站点设计提供技术支持。 |
| 作者： | 汤超 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 王岩松 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 上海工程技术大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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