技术领域
[0001] 本发明涉及声屏障领域，具体为一种基于开口内嵌四复合型原胞的轨道交通声屏障。
相关背景技术
[0002] 轨道交通作为我国最重要的运输方式，在交通强国发展战略中起着十分重要的作用。然而随着各类列车运营速度的不断提高，轨道交通引起的噪声问题也愈加显著；并且随着新版《中华人民共和国噪声污染防治法》的实施，对于轨道交通的噪声污染防治同样提出了更高的要求。因此对于轨道交通的噪声问题也将成为限制其快速发展的关键问题。在轨道交通噪声控制领域，主要采用的方式是在线路两侧安装声屏障，因此需要进一步提升声屏障的声学性能以及服役性能。
[0003] 轨道列车在运行时不仅能够引起严重的噪声污染，并且可形成多种噪声源，声辐射可覆盖整个频段，因此传统声屏障在隔声性能方面已不能很好的满足轨道交通噪声防治，并且存在噪声防治单一性的问题，尤其在多种声源存在的情况下，很难针对多种声源的噪声进行治理。
具体实施方式
[0032] 下面结合附图并通过具体的实施例进一步的说明本发明的技术方案：
[0033] 实施例1
[0034] 如图1‑8所示的一种基于开口内嵌四复合型原胞的轨道交通声屏障，声屏障通过H型钢立柱1安装于轨道交通线路两侧，H型钢立柱1之间安装有若干隔音箱2，本申请的主要特点是：将传统的吸音岩棉采用若干开口内嵌四复合型原胞3。开口内嵌四复合型原胞3包括四组单空心原胞4和一个空心开口管5，四组单空心原胞5依次连接后置于空心开口管5内。
[0035] 开口内嵌四复合型原胞3采用在一根空心开口管5内排布四根单空心原胞4的形式，空心开口钢管的开口角度为30°方向朝向背景压力场，内部空心钢管的半径和壁厚分别为1.9cm和0.2cm。如图5所示，该结构存在七条完全带隙，分别出现在457‑622Hz、1025‑1119Hz、1123‑1318Hz、1463‑1886Hz、2010‑2360Hz、2949‑3184Hz以及3937‑4410Hz，带宽分别为165Hz，94Hz、195Hz，315Hz，423Hz，350Hz和473Hz。声波从开口内嵌四复合型原胞3的空心开口管5开口进入内部，与开口处的空气和内部空间产生共振，使部分声能转换成热能，从而消耗声能。其次在内部嵌入四根依次连接的单空心原胞4，加剧了声波在腔内与散射体间的Bragg反射，进而增强了干涉效应的频次，导致声波的传递较为复杂，出现了多条频带较窄的完全带隙。
[0036] 空心开口管5开口角度为30°，开口钢管的半径为5.5cm，且方向朝向背景压力场，单空心原胞4半径和壁厚分别为1.9cm和0.2cm，对带隙的影响如图6所示，空心开口管5开口角度和单空心原胞4半径分别影响该声子晶体结构的第四、第六以及第七带隙。
[0037] 空心开口管5开口角度的不断增大，带宽呈减小的趋势，并且完全带隙则会出现整体向更高频率偏移的现象。单空心原胞4半径对不同带隙的影响差别较大，第六带隙的起始频率随着半径增大向上偏移，而第七带隙的截止频率向下偏移，两条带宽均有减小的趋势。
[0038] 由图7所示的开口内嵌四复合型原胞3的声传递损失频谱曲线可知，该设计在较低频段(小于2500Hz)内对声波的抑制作用良好。由于该结构可形成Helmholtz共振吸声腔，增大了共振时振子空气质量，因此该结构可形成低频带隙；在2500‑3500Hz，该结构对声波的抑制作用并不理想，由于此时仅存在MГ方向带隙，但声波的传播只在激励源一侧产生，并且在ГX方向带隙上的声传递损失性能优于MГ方向带隙，导致声波能够完全穿过声子晶体结构。此外由于开口的存在，声波在MГ方向传播时晶胞的周期性抑制作用减弱。
[0039] 依据传递损失表达式：
[0040]
[0041] 式中：Pin为入射波声压，Pout为透射波声压。
[0042] 可知：垂直于轨道交通阵列数量沿轨道交通阵列数量最优选择为5列，即可实现完全隔音。
[0043] 如图8可知，采用开口内嵌四复合型原胞结构的声屏障，声波在完全带隙中传播时受到明显的抑制，声波很难有效传播以此实现隔声。
[0044] 实施例2
[0045] 如图9所示的一种基于开口内嵌四复合型原胞的轨道交通声屏障，声屏障通过H型钢立柱1安装于轨道交通线路两侧，声屏障包括：通过固定边框4安装的通透隔音板5，在固定边框4两端的H型钢立柱1安装有隔音箱2，隔音箱2内部横纵向分别垂直阵列有若干开口内嵌四复合型原胞3。
[0046] 对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
[0047] 此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
