人物如何利用消音板有效减少水污染现象

在这个故事里,有两张图像,它们看起来像是温度分布,但实际上它们模拟的是声压分布的结果。这些声压是由列车通过时产生的,尤其是车轮与铁轨之间摩擦所产生的声音。红色区域表示声音最为强烈,而绿色、蓝色的区域则声音较弱,最接近紫色的区域声音几乎微不可闻。两个图中的唯一区别在于设置在车辆左右的消音板不同。在对比这两幅图时,我们发现,在更广泛范围内,消音板高度低于另一侧的情况下显示出更加安静的状态。

神户制钢所和神钢建材开发的一种消音板具有独特的降噪性能。这款消音板能够高效吸收声音,其秘密就藏于其内部结构中。

让我们深入了解一下这种高效吸音原理……内部有四层极薄的铝板(如图1所示)。从声源一侧开始,这些铝板依次包括带有开孔设计的一层铝板(a)、带细小开孔设计的两层铝板(b和c),以及没有开孔或仅有的未开孔铝或钢片(d)。这是用于模拟上述新型消音板构造使用到的技术。

相比之下,另一款产品使用玻璃棉来处理直线传播的声音并防止墙壁或车辆反射的声音扩散。而新开发出的这一款只包含了带有开放口洞的小孔设计。此外,从试制品来看,所有口洞均约为1毫米厚度,其中b和c每个约0.1毫米宽度,并且间隔大致为2至3毫米。

关于吸收原理,如同图2所示,当空气穿过这些口洞并受到振动后会产生摩擦,从而将声能转化为热能。此外,由于气流紊乱导致附近形成旋涡,使得压力减少,这正是基本吸收原理之一。

此外,还有一些空气层存在于不同的面之间,以利用前后的压力差提高吸收性能,同时减少口洞大小,使得空气振动速度加快,从而增加摩擦以提高效率。而未经加工的大片则起到了隔离作用。

通过这样多种措施,不同类型的声音被降低了3至5分贝(A),相当于按照声能计算减少了一半到三分之一。此时,该结构是否有效,是因为它结合了模拟技术进行测试。当该模型针对高频声音进行调整时,可以看到它改进了500Hz以上频段中的吸收系数,如同图3所示。

换句话说,只要改变这些条件,就可以适应任何一种噪声特性。例如,如果我们改变每个空气层厚度,那么会得到如同图4展示相同状态的情景。

与之前使用玻璃棉产品相比,即使采用更薄材料,也能实现与原来相同甚至更好的效果,因此这款新的消音壁还可能应用在其他领域,比如新干线铁路车辆上的装饰。如果这种应用成为了现实,无论是在工作还是旅行中,都可以享受一个更加安静的地方。