27857

طراحي يك كريستال سونيك چند وجهي مناسب جهت كاهش نويز راه آهن

كارشناسي ارشد

مهندسي ماشين هاي ريلي

1399

1401/11/23

داود يونسيان

راه آهن

امروزه كنترل و كاهش نويز از اهميت بالايي برخوردار است وميتوان از كريستال هاي سونيك به عنوان روشي جايگزين به جاي موانع صوتي متداول استفاده كرد كه قابليت آن را دارند تا در محدوده هاي فركانسي مشخصي نويز و صدا را كاهش دهند. از ديگر مزاياي استفاده از كريستال هاي سونيك نسبت به موانع معمولي ميتوان به قابليت گذر جريان هوا و نور از بين آنها در مكان نصب شده نام برد، همچنين ميتوان از آنها در برداشت انرژي نيز استفاده برد. كريستال هاي سونيك متداول معمولا داراي هندسه ساده اي همچون استوانه اي ميباشند. اين پايان نامه به بررسي كريستال هاي سونيك و تاريخچه آنها پرداخته است، همچنين تئوري هاي لازم براي استفاده از آنها و مواردي از كاربرد آنها در صنايعي چون صنعت ريلي نيز گفته شده است. در ادامه نيز به عنوان نوآوري، طرحي چند وجهي و جديد ارائه شده است كه نسبت به كريستال هاي سونيك متداول قابليت كاهش نويز در بازه هاي فركانسي بيشتري را دارا مي باشد. همچنين طراحي اوليه ارائه شده در اين پايان نامه، با استفاده از الگوريتم ژنتيك براي دو تابع هدف متفاوت بهينه سازي شده است و هندسه هاي بدست آمده از بهينه سازي، مورد بررسي و تحليل فركانسي قرار گرفته شده است. در ادامه نيز به منظور تاييد نتايج به دست آمده با واقعيت، تست تجربي مدل سه بعدي به دست آمده از يكي از مدل هاي بهينه سازي شده آورده شده است. از مزاياي اين كريستال هاي سونيك جديد طراحي شده ميتوان به ضريب پر شوندگي كمتر، بازه فركانسي بيشتر و متنوع تر جهت تضعيف صدا اشاره كرد. در بهينه سازي اول نيز قابليت تضعيف صدا در يك بازه 3885.44 هرتزي از 6000 هرتز تا حدودا 20 دسي بل در فركانس هاي پايين و تا حدودا 60 دسي بل در فركانس هاي بالاتر را دارا ميباشد. همچنين در بهينه سازي دوم نيز قابليت تضعيف صدا در يك بازه فركانس 430.567 هرتزي تا فركانس 1500 هرتز تا حدودا 30 دسي بل را دارا ميباشد.

1401/11/24

Designing a polyhedral sonic crystal suitable for the railway noise mitigation

1/1/1900 12:00:00 AM

Nowadays, controlling noise and reducing it is very important, and sonic crystals can be used as an alternative method instead of common sound barriers, which have the ability to reduce noise and sound in certain frequency ranges. Another advantage of using sonic crystals compared to normal barriers is the ability of air and light to pass through them in the installed place, and they can also be used in energy harvesting. Common sonic crystals usually have a simple geometry like a cylindrical shape. This thesis examines sonic crystals and their history, as well as the theories necessary for their use and their application in industries such as the railway industry. In the following, as an innovation, a multifaceted and new design has been presented, which has the ability to reduce noise in more frequency ranges than conventional sonic crystals. Also, the primitive design presented in this thesis has been optimized using the genetic algorithm for two different objective functions, and the geometries obtained from the optimization have been examined and analyzed by frequency. In the following, in order to confirm the obtained results with reality, the experimental test of the 3D model obtained from one of the optimized models is given. Among the advantages of these newly designed sonic crystals, we can mention, less filling fraction, more and more diverse frequency range for sound attenuation. In the first optimization, it has the ability to weaken the sound in a range of 3885.44 Hz from 6000 Hz to about 20 dB in low frequencies and up to 60 dB in higher frequencies. Also, in the second optimization, it has the ability to weaken the sound in a frequency range of 430.567 Hz to 1500 Hz by about 30 dB.

سونيك كريستال , مانع نويز , نويز ترافيك جاده اي , كاهش نويز

Sonic Crystal , Noise Barriers , Road Traffic Noise , Noise Mitigation

Alireza Tajsham

Davood Younesian