在这两幅图中,初看之下仿佛是温度分布,但实际上,它们展示的是声压分布的模拟结果。这里所说的声压,其实就是列车行驶时车轮与铁轨间产生的噪声。红色区域表示声音最为强烈,而绿色、蓝色的区域则依次降低,越接近紫色区域的声音就越小。比较这两幅图,我们可以发现,在消音板设置不同的地方,即便是在同一条件下,上图中的消音板较低部分显示出更广泛的安静状态,这一点颇为令人意外。
值得一提的是,神户制钢所和神钢建材开发出的消音板展现出了独特的静音性能。在以下照片中,你可以看到试制品。这项高效吸音技术隐藏在该消音板内部。让我们来揭开其内部秘密,看看它是如何实现高效吸音的。
内部结构由四张极薄的铝板构成(如图1所示)。从声音源开始,一侧依次排列有带有开孔的铝板(a)、带细微开孔的一张铝板(b)以及另一张带细微开孔的一张铝板(c),最后是未经加工或仅仅是未开孔的铝版或钢版(d)。这些构造也是新型消音板使用过并用于上述模拟中的设计。
相比之下,另一个原产品采用了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。而这个新开发的人类工艺只使用了带有开口的小孔作为主要吸收材料。当声音波经过这样的材料时,它会被空气穿透并产生摩擦,从而将声能转化为热能。此外,当空气流动不畅形成旋涡时,就会减少周围环境中的压力。这正是基本上的吸油原理。
此外,这些金属片之间还保持着一定厚度空气层,以利用前后通过小孔造成的事物变化提高其吸油性能,并且减少每个小洞,使得空气振动速度加快,从而增加摩擦力以提高吸油效率。而没有任何加工处理的小洞则起到了隔绝作用,有助于阻止其他声音进入。
通过这样精心安排,每种措施都显著地减少了噪声水平,比起原始产品来说降低了3-5分贝(A),按照计算方法,可有效减轻半到三分之一以上的声音干扰。在确定这一结构设计方面,最重要的是神户制钢所拥有的先进模拟技术。它们对500Hz以上频率范围内进行测试,以确保最佳效果,如你在第三个图片中看到的情况一样,对于所有类型的声音波进行调整变得更加灵活。此外,还可根据需要改变参数来调整每个空间层,使其适应各种不同的场景和需求。
与使用玻璃棉作为基础材料相比,即使厚度变薄,也能够达到与之前相同甚至更好的效果,因此这种新的材料还有望应用于除常规隔断以外更多领域,比如未来可能用于高速铁路车辆。如果实现这一目标,无论是在通勤途中还是旅行过程中,都将享受到更加平静舒适的心境环境。