摘要：本文通過(guò)對(duì)計(jì)算機(jī)模擬軟件raynoise的交通噪聲模擬分析結(jié)果與實(shí)驗(yàn)室縮尺模型測(cè)量記過(guò)的對(duì)比來(lái)驗(yàn)證計(jì)算機(jī)模擬軟件在交通噪聲治理工程的實(shí)際的可信度。進(jìn)一步對(duì)公路隔聲屏障的各種形式所產(chǎn)生的不同降噪效果進(jìn)行模擬對(duì)比，從而對(duì)不同形式隔聲屏障的降噪效果有更深入的了解。
關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)模擬 交通噪聲 隔聲屏障
一、概述
我國(guó)高速公路修建的初始階段， 交通流量相對(duì)較少， 交通噪聲沒(méi)有引起人們的重視。隨著汽車時(shí)代的到來(lái)， 高速公路交通流量的迅猛增長(zhǎng)， 城市車流量急劇增加， 隨之而來(lái)的城市道路交通噪聲對(duì)環(huán)境污染越來(lái)越嚴(yán)重， 已成為社會(huì)公害之一， 成為世人關(guān)注的熱點(diǎn)。
關(guān)注其準(zhǔn)確度與對(duì)引起誤差源方面加以確認(rèn)。同時(shí)， 軟件使用者必須清醒地認(rèn)識(shí)到， 先進(jìn)的程序不能替代使用者的聲學(xué)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)， 輸入數(shù)據(jù)的正確性和精確度又是另一項(xiàng)重要因素。
通過(guò)計(jì)算機(jī)聲學(xué)軟件，輸入三維模型，形象清楚的表達(dá)出建筑物，地面，地形，聲屏障，聲源等的空間位置。通過(guò)最大程度的細(xì)致描述，準(zhǔn)確模擬噪聲在建筑物、聲屏障、地形間傳播的折射、反射、衍射和吸收，從而提高預(yù)測(cè)手段和預(yù)測(cè)效率。
二.RAYNOISE軟件系統(tǒng)的基本原理
RAYNOISE主要以幾何聲學(xué)為理論基礎(chǔ)，幾何聲學(xué)假定聲學(xué)環(huán)境中聲波以聲線的方式向四周傳播，聲線在與介質(zhì)或界面（如墻壁）碰撞后能量會(huì)損失一部分，這樣，在聲場(chǎng)中不同位置聲波的能量累積方式也有所不同。80年代后期以來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，數(shù)字技術(shù)正逐漸占據(jù)主導(dǎo)地位。數(shù)字技術(shù)的核心就是利用多媒體計(jì)算機(jī)進(jìn)行建模，并編程計(jì)算脈沖響應(yīng)。該技術(shù)具有簡(jiǎn)便、快速以及精度可以不斷改善的特點(diǎn)，這些是模擬技術(shù)所無(wú)法比擬的。計(jì)算脈沖響應(yīng)有兩種著名的方法：虛源法和聲線跟蹤法。兩種方法各有利弊。后來(lái)，又產(chǎn)生了一些將它們相結(jié)合的方法，如圓錐束法和三棱錐束法。RAYNOISE將這兩種方法混合使用作為其計(jì)算聲場(chǎng)脈沖響應(yīng)的核心技術(shù)。對(duì)于戶外交通噪聲的模擬，Raynoise軟件所依據(jù)的模擬原理有：
1．軟件衍射模擬原理
（1）．衍射路徑
聲場(chǎng)的經(jīng)典幾何分析方法（虛聲源法、聲線追蹤法、混合法）都沒(méi)有考慮聲音的衍射。但由于在戶外交通噪聲中衍射是十分重要的，RAYNOISE便采用了一種近似法來(lái)計(jì)算衍射，也就是計(jì)算衍射波中到達(dá)物體（以屏障最為典型）的聲影區(qū)的那一部分。這只要通過(guò)搜尋一階衍射路徑便可以完成。此路徑是一條從聲源（或虛聲源）到接收點(diǎn)的最短折線，折點(diǎn)（衍射點(diǎn)）要在屏障的邊緣線上（見圖 1）。
圖 1 S（虛）聲源，M接收點(diǎn)，BE衍射邊界，D衍射點(diǎn)
首先需要用戶在幾何模型中定義衍射邊界，然后RAYNOISE會(huì)自動(dòng)找尋符合以下條件的衍射路徑：
1 衍射點(diǎn)在衍射邊界的兩個(gè)端點(diǎn)之間；
2 接收點(diǎn)在屏障的聲影區(qū)內(nèi)；
3 衍射路徑第一部分（從聲源至衍射點(diǎn)）不應(yīng)被其它幾何面所打斷。
（2）． 衍射路徑的累積
很自然地，聲波衍射往往不只發(fā)生于一條衍射路徑（如圖2）。例如，一個(gè)模型由地面、聲屏障、接收點(diǎn)組成，那么將會(huì)出現(xiàn)三條衍射邊界（一條在聲屏障頂部，另兩條在聲屏障的兩側(cè)邊）。
圖2 一個(gè)聲屏障有三條衍射邊界
在這樣的情況下，需要計(jì)算所有的衍射給接收點(diǎn)貢獻(xiàn)的聲壓，包括當(dāng)聲源為連續(xù)聲源時(shí)，不同衍射路徑因長(zhǎng)度不同而形成的相位不同所產(chǎn)生的干涉（圖3 ）。
