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音の物理的性質（その 2 ）

音の物理的性質（その 2 ）. 距離減衰（幾何減衰） (attenuation by wave divergence) 音の反射 (reflection) ・透過 (transmission) ・屈折 (refraction) 音の回折 (diffraction) 遮音壁・防音壁 (Barriers) の効果 伝播予測モデル. 距離減衰（幾何減衰） (attenuation by wave divergence). 音源は、受音点までの距離によって、 面音源 ⇒ 線音源 ⇒ 点音源 と見なせる。. 音波の反射・透過・屈折.

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音の物理的性質（その 2 ）

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Presentation Transcript

  1. 音の物理的性質（その2） 距離減衰（幾何減衰）(attenuation by wave divergence) 音の反射(reflection)・透過(transmission)・屈折(refraction) 音の回折(diffraction) 遮音壁・防音壁(Barriers)の効果 伝播予測モデル

  2. 距離減衰（幾何減衰）(attenuation by wave divergence) 音源は、受音点までの距離によって、 面音源 ⇒ 線音源 ⇒ 点音源 と見なせる。

  3. 音波の反射・透過・屈折 ①入射波・屈折波・反射波の進む方向と境界面の法線はすべて同一面内にある。 ②入射角と反射角は等しい。 ③光の屈折に関する〝スネル(Snell)の法則〟が成り立つ。

  4. 反射(reflection)については、 反射率（投射エネルギー対反射エネルギーの比）：rは、 すなわち直角入射では、反射率 は、 空気から水や固体に入射する場合を考えると、 　空気　　　　　　　　　　水　　　　　　　　　　　　鉄 エネルギーとしては99.9%以上が反射されることがわかる。

  5. 屈折(refraction)または透過(transmission)については、屈折(refraction)または透過(transmission)については、 透過率(transmission coefficient)：tは、であるから、 すなわち直角入射では、透過率 は、 空気中からコンクリート壁面に透過する透過率を求めてみる。 空気の　　　　　　　程度に対し、コンクリートの比重を2.5，音速を4500 m/sとおくと、　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　である。 したがって、　　　　　　　　　　　　　　　　であり、40 dB程度エネルギーは減少する。 このように、壁による音の透過のうち、波の形で透過していくものは一般に無視できることがわかる。

  6. 異常伝播

  7. 音の回折(diffraction) 〝ホイヘンス(Huygens)の原理〟 『ある瞬間の波面上のすべての点はあらたに1つの波源となって球面波を送り出す。これを要素波(elementary wave)と名付ける。短い時間がたった後の波面は、これらの要素波の波面に共通に接する曲面（包絡面）である。』

  8. 回折減衰量：遮音壁・防音壁の効果 フレネル数(Fresnel number)：Nを用いて、半無限障壁の減衰曲線から求める。 経路差：δ 波長 ：λ フレネル数 N の〝正負〟 幾何学的に受音点 R が障害物の影に入る場合を〝正〟 逆に音源 S から受音点 R が見通せる場合を〝負〟 回折減衰量は、 同じ経路差の場合は、波長が短い（周波数が高い）ほど大きい 同じ波長（周波数）の場合は、経路差が大きいほど大きい

  9. 半無限障壁の回折減衰

  10. 半無限障壁の回折減衰曲線の近似式

  11. PWL と SPL の関係 点音源 自由空間 半自由空間 線音源 自由空間 半自由空間

  12. 80 83 86 77 89 74 71 フレネル数 N<0の領域 騒音コンター フレネル数 N>0の領域

  13. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 伝播予測モデル 車両が位置によって大きさの変わる固定の騒音源 全て違う音

  14. 車両の中心に 移動する点音源 車両の中心とタイヤ位置に 同じパワーレベルの線音源 簡易的伝播予測モデル ＜車両走行音の騒音源＞

  15. 測点① 測点② 測点① 測点② 伝播予測を行いやすくするため 測点① 測点② 簡易的伝播予測モデル ＜車両走行音のパワーレベル推定方法＞ 車両の種類や速度に関係なく 時間的に蠕動する騒音源の設置が可能

  16. 測点② 測点① 内挿法によって求める 簡易的伝播予測モデル ＜橋梁固体音の騒音源と推定方法＞ 垂直補剛材 主桁 A4 A3 A2 A1 全て違う音が発生する騒音源

  17. 伝播予測モデル ＜伝播経路と減衰量のモデル化＞ 音源 受音点 ① D 回折点 反射点 1 音源 反射点 減衰量＝距離（幾何）減衰 　　　　　　＋回折減衰（前川の実験式）

  18. 310000 3×61600=184800 2×61600=123200 測定区間 8546 772 411 2500 3085 3085 西倉橋への適用 西倉橋 交通量が少なく、間欠騒音が生じている

  19. 10000 10000 近い位置 遠い位置 15400×4 =61600 支間中央 支間1/4点 高い 8300 低い 1200 測　点 ：普通騒音計 測　点 ：普通騒音計＋低周波音レベル計 予測点：普通騒音計＋低周波音レベル計 西倉橋－測定概要図

  20. 西倉橋への適用 • 大型車が２台連続して測定区間に進入した時 大型車 大型車 実測値と予測値のＡ.Ｐ.値の時間変動

  21. データ数 ： 102 相関係数 ： 0.96 実測値と予測値の関係図 西倉橋への適用 • 大型車が２台連続して測定区間に進入した時

  22. 和南津橋への適用 測定区間 和南津橋 交通量が多く、変動騒音が生じている

  23. 9000 9000 6000 12250×2 =24500 8300 1200 測　点 ：普通騒音計 測　点 ：普通騒音計＋低周波音レベル計 予測点：普通騒音計＋低周波音レベル計 近い位置 遠い位置 支間中央 支点位置 高い 低い 和南津橋－測定概要図

  24. 和南津橋への適用 • ５分間の測定データ 5 実測値と予測値のＡ.Ｐ.値の時間変動

  25. データ数 ： 3000 相関係数 ： 0.97 実測値と予測値のＡ.Ｐ.値の関係図 和南津橋への適用 • ５分間の測定データ

  26. 伝播予測モデルの応用 現橋の等価騒音レベルの分布図 橋梁固体音を３ｄB下げるような改修工事を行った場合の等価騒音レベルの分布図 路面より低い地点で騒音を低減できることが予測できる

  27. 伝播予測モデルの応用 現橋の等価騒音レベルの分布図 １.５mの遮音壁を設置した場合の等価騒音レベルの分布図 遮音壁を設置することは非常に効果的であると予測できる

  28. 建物が左にある場合（騒音計２） 建物が後にある場合（騒音計３ ） 伝播モデル（左、後）

  29. LAeqコンター図 建物 建物 建物 建物

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