低矮声屏障降噪性能仿真研究

城市轨道交通快速发展，轮轨噪声已成为沿线环境噪声控制的关键对象。低矮声屏障因安装空间小、不影响行车视野、维护便捷，在高架、地面线路中应用广泛，但其降噪效果与顶部结构形式强相关，需通过精准仿真量化评估。

懿朵科技基于有限元声学仿真，完成4种顶部结构低矮声屏障的降噪性能对比，为工程选型与产品优化提供数据支撑。

一、研究背景

轨道车辆运行时，轮轨冲击、设备振动形成宽频噪声，向轨侧辐射并影响敏感区域。

本次研究核心目标：

l 预测1276mm低矮声屏障在轨侧安装后的降噪效果

l 对比A/B/C/D四种顶部结构的降噪差异

l 给出性能-成本最优的推荐方案，指导产品迭代

图1 低矮声屏障结构示意图

二、仿真方案与模型建立

1. 分析对象

l 声屏障高度：1276mm

l 安装位置：轨道两侧对称布置

l 变量：仅顶部结构形式不同，其余尺寸、安装方式一致

l 工况：无屏障、A、B、C、D共5组对比

2. 分析方法

采用声学有限元法，建立二维声场模型，模拟车辆通过时的噪声辐射、反射、绕射规律，适用于开放声场、宽频域、大尺度外场降噪预测。

3. 模型与测点

l 声源：近轨线性声源，模拟轮轨噪声

l 车体、轨道、声屏障按实际尺寸建模

l 测点：近轨FF1-FF4、中距FF5-FF8、远距FF9-FF12，覆盖高度1.2-7.5m、水平距离10.7=43.2m

图2 评价测点位置示意图

图3 低矮声屏障降噪效果仿真模型

三、核心仿真结果

1. 声压分布规律（1000Hz）

l 无声屏障：噪声在车厢底部多次反射，向两侧强辐射，声压级高、覆盖范围大

l 加装声屏障：显著改变声压分布，屏障后方声影区降噪明显，近声源侧改善最突出

2. 总声压级对比（关键结论）

l 整体降噪：除近距离高位FF1、FF2外，降噪量2.8-6.4dB，低矮声屏障降噪有效

l 结构分组：

Ø A、B性能接近，降噪量中等

Ø C、D性能更优，降噪量更高

l 性价比：C结构降噪与D相当，构造更简单、成本更低，综合最优

3. 频谱特性（20-2000Hz）

l 有效降噪频段：200Hz-1250Hz

l 低频（＜200Hz）降噪有限，降噪后能量仍集中低频

l C结构频谱更平稳，中高频波动小于D，稳定性更优

图4 不同结构形式声屏障条件下的测点声压级分布情况

四、研究结论与工程建议

1. 结论

l 1276mm低矮声屏障可实现有效降噪，多数测点降噪2.8-6.4dB，高位近点改善有限

l 结构C为最优选型：降噪优于A/B，结构简单、成本低于D，性价比突出

l 降噪带宽集中200-1250Hz，低频仍为短板

2. 优化建议

在高度受限条件下，对结构C顶部开展：

l 声学吸声/干涉结构优化

l 低频隔声增强设计

l 顶部扰流与声绕射抑制

进一步提升全频段降噪能力，适配更高环保标准。

五、懿朵科技技术价值

本次仿真基于工程实测+高精度数值模拟，形成可直接落地的声屏障选型依据：

l 为轨道交通、市政道路低矮型降噪设施提供标准化仿真流程

l 支撑结构-材料-声学一体化设计，缩短研发周期

l 助力客户实现降噪效果、安装成本、运维便捷性三重最优

懿朵科技专注轨道交通噪声与振动控制，提供声学仿真、产品研发、工程解决方案。欢迎进行技术交流。

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