山地居住环境中输电线风噪声分布的仿真研究
1 问题背景
随着大容量输电线路的建设发展,导线风噪声对人居环境的影响日益受到关注[1]。此类风噪声常常以对人耳听觉而言的低频(500Hz倍频带以下)分量为主,具有很强的穿透力,且受空气衰减较小。
周壤-腾蛟220kV线路地处浙江温州与瑞安市山区交界处,横跨飞云江。线路主要由成组的LGJ-300/25钢芯铝绞线构成,每根导线直径约为0.024m[2]。该地区的风环境特点使得输电线风噪声问题尤为明显。有居民反映,输电线会在大风情况下产生类似于飞机的轰鸣声,在冬季尤为刺耳,严重影响居住环境品质。图1显示了本文所研究的受输电线风噪声影响的一个主要范围,尺度为1900m×1900m。其中红色粗线表示了线路的水平位置,黑色细线表示地形等高线,蓝色块显示了主要村落的分布,数字编号的红色圆点为所设置的受声点的水平位置。当地乡村主要为低层与多层建筑,大多建在沿江河谷位置。研究主要考虑导线噪声在该区域的分布、河谷地形引起的混响是否会明显放大噪声,以及主要区域中不同建筑层高受到风噪声的相对影响。
2 研究方法
2.1 导线风噪声的产生
根据线路设计工程资料,考虑计算风速为30m/s。既有研究表明[3],在此风速与导线直径条件下,空气绕流产生周期性旋涡脱落,引起导线表面压强脉动,从而形成偶极子声源。该声源具有垂直于导线和气流方向的8字形的指向性,脱落频率(Hz)为:
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其中,S=0.20称为斯特劳哈尔数(Strouhal number),V=30m/s为设计风速,D=0.024m为导线直径。
现阶段,我国所使用的信息通信工程通常是以变现后的一体机模式进行的。与传统的信息通讯工程技术不同的是,一体机有效的改良了传统传输技术的弊端,将传统单一化的传输技术,正是转变为了综合化的传输技术。在这种传遍之后,其技术传输的效率和稳定性又得到了显著的提升。一体机通过集成性,来将传统情况下各自独立的通讯设备进行集中的整合,来形成一个固有的整体通信检测系统,来为其设备的整体运作稳定提供了良好的保障。
风噪声能量主要集中在脱离频率附近很窄的频带内,或者说中心频率为250Hz的1/3倍频带内包含了风噪声的主要能量,本文中的声压级主要是指该频带。风噪声主要波长尺度可以估算为:
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其中,c=340m/s为空气中的声速。
2.2 仿真算法
矫直工艺对蒸汽发生器690合金传热管拉伸性能的影响······················王永东 蔡志刚 杨义忠 苏 诚 闫生志 曹 萍 (3,430)
室内尺度,而式(2)所示的波长是米级的尺度,所以几何声学的算法不单是合理也是切实可行的。
为了考虑河谷、山地空间对声场的影响,本文利用基于几何声学的声场仿真软件ODEON进行研究,该软件在室内声场仿真中得到广泛应用,具有较好的效果[4~11]。在几何声学范畴内,当所研究的声波波长远小于所在空间尺度时,将声波处理为由声线携带的声能,同时到达空间某处的声能可以叠加且忽略相位特性。在一些尺度较大的室内,甚至对于低至125Hz频带的低频声场,都可以取得较好的仿真效果。要注意的是,这里所谓的“室内”,本质上是指由边界围合形成的“封闭”空间。事实上,一定范围的室外空间也可以看作由边界围合形成的封闭空间,例如可以选择一定高度的全吸声平面代表天空,于是该软件也可以用来处理室外声场。本文涉及的空间在总体上是公里级别的尺度,在细节计算上,也是数米乃至数十米的尺度,远大于一般的
2.3 仿真模型
在计算机中建立了所模拟空间的几何模型,参看图2。
顶面天空与四周边界设置为全吸收面,它们与山地(包括河流)边界一起,形成一个“封闭”的声场空间。水面的吸声系数设为与扩散系数皆设为0.01,地面考虑绿化吸声因素,扩散系数取0.5。
图3为山体吸声系数设为0.4时整个区域的相对声压级分布,计算位置为地面以上1.5m高度。可以看出:导线下方的红色区域声压级最高;距导线稍远黄色区域的声压级低于红色区域;蓝色及绿色区域由于山体的遮挡,声压级较小,其中蓝色及蓝黑色区域声压级最小。
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图1 区域平面图
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图2 仿真模型图
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图3 相对声压级分布(山体吸声系数0.4)
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图4 不同吸声系数下各受声点声压级
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图5 不同受声点处声压级随楼层的变化
②江南侧称为培下的沿岸区域,地形平坦民居较多。此处设置了29号至40号受声点。与江面上的变化规律类似,声压级随着受声点至导线的距离减小而上升。岸边的声压级随吸声系数变化的最大幅度达到了3~4dB。这是因为,一方面,相比于江面,岸边受声点暴露在导线下的程度较小,使得直达声强度下降;另一方面,距离较近的山体可以提供较强的反射声。
参考当地冬季气象资料,将仿真中空气温度与相对湿度取为0℃与80%。
3 结果分析
山地地形对噪声有几方面的影响。山地在整体上架高了导线,使其在很多地点与民居间的距离显著增大,山体在某些地点则对噪声形成遮挡,这些因素都会对噪声产生减低作用。而在某些地点,山体有可能形成较强的反射从而增强噪声。
根据输电线工程设计资料中的坐标值与高程,将输电线简化为一根位于导线组中心位置的线声源,如图2中红色线条所示。该线声源单位长度声功率设为单位声功率,即单位长度声功率级为0dB,以此计算声场相对声压级分布。利用相对声压级分布可以实现对区域中不同位置声场间的相互比较。而声场绝对声压级(即以有效声压2×10-5pa 为参考声压定义的声压级)分布,也可以通过对相对声压级分布“校准”的方式来得到。具体来说,可以在现场选择一个参考位置测量风噪声的绝对声压级,把它与参考位置上相对声压级差值叠加到声场中任意一点的相对声压级上,就可以得该点的声场绝对声压级。利用ODEON线声源扩散形指向,尽可能仿真声源“8”字形指向性的效果。
山体的植被会有吸声作用,且一年四季会产生变化。为了研究山体吸声系数对声压级的影响,将吸声系数从0开始以0.1的间隔变化到1.0,计算得到1~40号受声点处(地面以上1.5m高)的声压级(图4)。图中最上方的线条对应的吸声系数为0,即代表了山体几乎不吸声的极限情况,此时声压级最高。随着吸声系数的提高,声压级逐渐降低。图中最下方的曲线代表吸声系数为1的情况,受声点处只有来自导线的直达声。可以看到吸声系数对不同位置处的声压级的影响不同。总的来说,吸声系数变化带来的噪声变化幅度并不大。最大的变化幅度约4dB,如39、40号受声点处。所以可用一个适中水平的吸声系数(例如0.4)来综合计算声压级,在大部分地点所产生的误差很小,约1~2dB。
根据图4的结果,可区分不同区域的声压级分布特点。
① 开阔江面上设置了受声点1~16号。声压级与受声点至导线距离之间呈现较为明确的关系,即越靠近导线声压级越高。从1号开始,到出现声压级峰值的10号受声点,在约1km的水平距离上,声压级上升了约15dB。1~16号受声点上的声压级形成了大致对称的分布。这些受声点上的声压级随吸声系数变化的幅度几乎只有1dB左右,说明直达声占据主导,反射声对声压级提升的贡献不明显。原因可能是江面上的受声点距两侧山体较远,反射声的距离衰减较大,且反射声的主要方向可能也不指向江面。
分别在河面和以及不同的建筑区域设置了1~40号受声点,图2中带数字标号的蓝色圆点表示了在地面/水面以上1.5m高度处的受声点。
1932年3月,蒋介石第二次下野后重新上台,在中央确立蒋汪合作的格局,蒋介石专职负责剿共军事,在形式上不直接掌控中央党务、政务。但这一时期,蒋介石逐渐由军事领袖转变为政治领袖,在紧紧抓住军权的同时,开始关注政权建设。⑭
本文从渡槽施工实际出发,采用新的科学技术、优化施工工艺、提高工程质量管理,使渡槽施工质量得到有效的控制。总之,只有切实抓好每道工序、每个环节的质量控制,才能确保整个工程顺利完成。
按照目前的探测,水在火星上主要以冰的形式存在,在南极和北极,都有大面积的冰盖结构。其中北极冰盖直接裸露在火星表面,而南极冰盖则隐藏于固态二氧化碳构成的干冰盖之下。
③江北侧名为垟岙的区域,此处为开口面江的山谷地带,设置了17~24号受声点。 它们大致处于1~4号的声压级水平上,但是由于受山体遮挡程度不同,声压级点变化幅度约有5dB左右。声压级最低值出现在23号受声点处,这里正是山谷最深处且背朝导线。在山谷开口处,面向输电线的18~20号受声点声压级较高,其中靠近导线较近且受山体遮挡小的20号声压级最高。24号虽然比20号更靠近输电线,但是受山体遮挡的程度较大。在不同吸声系数下,18~24号受声点处有约3~4dB的变化幅度,表明山谷可能会产生较明显的混响。
线声源发出的直达声随距离衰减。例如,最简单的直线型线声源,在一定的传播方向上,受声点与声源法向距离加倍则声压级下降3dB。由于这里的民居与输电线间的距离远大于建筑尺度,不同建筑楼层与输电线间距离的相对变化很小,所以直达声在不同楼层间的改变很小。图5显示了一系列受声点的水平位置处,地面以上每隔1.5m直至15m高度的声压级(如果楼层层高为3m,则15m相当于五层楼的高度)。其中,20、22与24号受声点位于江北侧的垟岙区域,其余位于江南侧的培下区域。可以看到,在绝大多数受声点位置上,声压级几乎不随楼层变化。但是在有山体遮挡的情况下,少数位置上可能出现声压级随楼层稍明显的改变。例如24号受声点处于山谷开口附近,该处建筑底层得到有效遮挡,随着楼层增加遮挡效应明显减低,从一楼到五楼顶,大约有3dB左右的声压级增长。
④零星布置的25~28号受声点。25号受声点位于称为驮坪的村落,这里与导线距离较近,但地势较高且山体有一定遮挡,使其相对于输电线的暴露程度较低,声压级与江面上4号受声点接近。山腰樟山垟的26号受声点与江北岸的27、28号至输电线的距离,非常接近江面的16号。但是由于山体的遮挡,27、28号比不远处的16号声压级下降了约8~10dB。而26号比16号更有12dB左右的降幅,是所有受声点中声压级最低的。
还是乔三喜做饭。李大头说,我们的工作累,苦,甚至有一定危险性。乔三喜小,室外的活,尽量不让他干。这话使我对李大头有了敬意,觉得他有爱心。吴国栋却往歪处想,他小声问乔三喜:昨夜李大头是不是把你睡了?乔三喜没有回答。他望着吴国栋,很茫然,似乎不知道他在说什么。我说,你莫瞎扯,他又不是女伢!吴国栋没有直接回答我,只淫邪地笑。
结语
本文利用通过声场仿真,研究了所关注地区高压导线风噪声对山地人居环境中的噪声分布,可为改善该地区既有建筑环境的声品质,以及为未来规划建设的选址、建筑朝向、高度等设计优选提供依据。本研究也可以为今后类似工作提供参考。
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就目前的立法和司法现状来看,虽然我国民事审前程序与其他国家在内容和形式上有所区别,但从程序的角度来说,并无实质性的差异,我们完全可以通过操作层面的改革,借鉴其他国家民事审前程序直接解决纠纷的功能,以实现审前准备程序的庭审准备和纠纷解决的二元性价值。
文中图片均为作者自绘。
第二,消极接受,不具备改变自身处境的强烈意愿。二姐明白自己的爱情渴望,也对传统婚姻形态表现出明确的抗拒,但她从未想过走出大山、接收新世界的信息,哪怕这可能会改变她的命运。
参考文献
[1] 尤传永. 输电线路低噪声导线的开发研究[J]. 电线电缆,2008(1):1-5.
[2] GB/T1179-2008圆线同心绞架空导线 [Z] .
[3] 石磊. 圆柱杆件气动噪声仿生控制研究[D]. 长春:吉林大学,2013.
[4] Odeon Room Acoustics Software User's Manual [M]. 2016.
[5] 彭健新,吴硕贤,赵越喆. 建筑声学设计软件ODEON及其在工程上的应用[J]. 电声技术,2002(5):14-17.
[6] 王静波. 室内声场计算机模拟软件ODEON在声学设计中的应用[J]. 声学技术,2003(4):236-239.
[7] 陈剑军. 建筑声学软件ODEON应用研究[D]. 重庆:重庆大学,2012.
[8] 陈剑军,林泰勇. 室内声场的ODEON软件模拟与实测比对[J]. 电声技术,2014,38(11):1-5+21.
[9] 王红卫,吴硕贤,赵越喆,等. 基于仿真脉冲响应的厅堂音质评价[J]. 重庆建筑大学学报,2005(1):23-25+31.
[10] 王红卫,张龙. 厅堂侧向能量因子的仿真与实测[J]. 重庆建筑大学学报,2016(4):127-132.
[11] 周晓雯,张三明,陈林冰. 餐饮空间声环境及其控制[J]. 华中建筑,2016(8):55-59.