Александр Романович Долгер — аспирант кафедры архитектурно-строительного проектирования и физики среды
129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26
Alexandr R. Dolger — postgraduate student of the Department of Architectural and Construction Design and Environmental Physics
26 Yaroslavskoe shosse, Moscow, 129337
Николай Георгиевич Канев — доктор физико-математических наук, доцент кафедры архитектурно-строительного проектирования и физики среды; заведующий лабораторией № 42 «Акустика залов»
129337, г. Москва, Ярославское шоссе, д. 26;127238, г. Москва, Локомотивный пр-д, д. 21
РИНЦ AuthorID: 126777, Scopus: 6602609776, ResearcherID: ABE-5579-2020
Nikolay G. Kanev — Doctor of Physical and Mathematical Sciences, Associate Professor of the Department of Architectural and Construction Design and Environmental Physics; Head of laboratory No. 42 “Acoustics of halls”
26 Yaroslavskoe shosse, Moscow, 129337;21 Lokomotivny proezd, Moscow, 127238
RSCI AuthorID: 126777, Scopus: 6602609776, ResearcherID: ABE-5579-2020
Введение. В условиях необходимости снижения шума от технологического оборудования, функционирование которого требует постоянного воздухообмена, возрастает потребность в продуваемых звукоизоляционных конструкциях. Особое внимание уделяется продуваемым шумозащитным экранам, несмотря на отсутствие стандартизованных методик расчета их акустической эффективности. Актуальными представляются исследования экранов ламельного типа, способных сочетать функции шумопонижения и вентилирования оборудования. Рассматривается частный случай такой конструкции — решетка с параллельными зазорами, моделируемая как система тонких жестких пластин, равномерно расположенных по всей высоте экрана.
Материалы и методы. Исследуется периодическая решетка, образованная тонкими жесткими пластинами, равномерно размещенными с регулируемым шагом. Численное моделирование выполнено в программной среде COMSOL Multiphysics 6.2 с использованием акустического модуля и применением метода конечных элементов. Расчеты проводились для среднегеометрических частот согласно ГОСТ 12090–80: 63, 125, 250, 500 и 1000 Гц при различных комбинациях длины пластин и ширины зазоров между ними. Акустическая эффективность экрана определялась как разность средних уровней звукового давления в области наблюдения за экраном, полученных для случаев с экраном и без него.
Результаты. Максимальная акустическая эффективность достигается при увеличении длины пластин решетчатого экрана и уменьшении зазоров между ними. В ряде конфигураций снижение уровня звукового давления достигало 20 дБ в диапазоне средних и высоких частот (250–1000 Гц). В то же время при частотах 125 Гц и ниже эффективность экрана существенно ограничивается дифракционными эффектами, независимо от геометрических параметров. Результаты подтверждают, что выбор соотношения длины элементов и зазора играет решающую роль в обеспечении требуемого компромисса между акустической эффективностью и проветриванием оборудования.
Выводы. Исследование подтвердило потенциал решетчатых шумозащитных конструкций как эффективного инструмента снижения шума при сохранении продуваемости. В настоящее время нет единой методики оценки акустической эффективности продуваемых экранов, что создает трудности при их проектировании. Результаты настоящей работы могут быть использованы для практических расчетов.
Introduction. In the context of the need to reduce noise from technological equipment, the operation of which requires constant air exchange, there is an increasing interest in ventilated soundproof structures. Special attention is paid to blown noise shields, despite the lack of standardized methods for calculating their acoustic efficiency. Studies of lamellar-type screens capable of combining the functions of noise reduction and ventilation of equipment seem relevant. In this paper, we consider a special case of such a design — a grid with parallel gaps, modeled as a system of thin rigid plates evenly spaced over the entire height of the screen.
Materials and methods. A periodic lattice formed by thin rigid plates evenly spaced with an adjustable pitch is investigated. Numerical simulation was performed in the COMSOL Multiphysics 6.2 software environment using an acoustic module and using the finite element method. Calculations were performed for geometric mean frequencies according to GOST 12090–80: 63, 125, 250, 500 and 1,000 Hz with various combinations of plate lengths and gap widths between them. The acoustic efficiency of the screen was determined as the difference between the average sound pressure levels in the field of screen observation obtained for cases with and without a screen.
Results. Maximum acoustic efficiency is achieved by lengthening the plates in the grated noise shield and reducing the gaps between them. In a number of configurations, the sound pressure level reduction reached 20 dB in the range of medium and high frequencies (250–1,000 Hz). At the same time, at frequencies of 125 Hz and below, the efficiency of the screen is significantly limited by diffraction effects, regardless of geometric parameters. The results confirm that the choice of element length and clearance ratio plays a crucial role in ensuring the required compromise between acoustic efficiency and ventilation of the equipment.
Conclusions. The study confirmed the potential of lattice noise-proof structures as an effective noise reduction tool while maintaining blowability. Currently, there is no single methodology for evaluating the acoustic efficiency of blown screens, which creates difficulties in their design and underlines the relevance of this study.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.