Розробка методу оптимізаційного розрахунку групи звукоізоляційних огорож від акустичного шуму
DOI:
https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.170079Ключові слова:
шум, багатошарові огорожі, звукоізоляція, оптимізаційний розрахунок, алгоритм розрахунку, цільова функціяАнотація
Розглядаються різні конструкції і методики розрахунку звукоізоляційних огорож приміщень від повітряного шуму. Дані методики дозволяють розраховувати одношарові, двошарові і тришарові огорожі. Одношарові огорожі можуть складатися з однорідних масивних і тонких матеріалів. Двошарові огорожі можуть складатися з двох тонких шарів різної товщини і повітряним проміжком. Тришарові огорожі можуть бути виконані з двох тонких шарів різної товщини і звукопоглинальним матеріалом в проміжку. Дані методики дозволяють розраховувати і оптимізувати окремі конструкції звукоізоляційних огороджень незалежно один від одного. Розглядається проблема одночасного проникнення шуму з одного джерела в кілька суміжних приміщень. При використанні розглянутих методик не досягається максимальний ефект. У зв'язку з цим запропонований метод оптимізаційного розрахунку групи звукоізоляційних огороджень, спрямований на досягнення найвигіднішого значення цільової функції.
Метод заснований на випадковому пошуку, в основу якого покладено випадковий розподіл типових конструкцій і заготовлених матеріалів по огорожах. Вибір найкращого результату здійснюється в результаті перевірки виконання обмежуючих умов.
Запропоновано наступні варіанти цільової функції: надлишкове шумове навантаження, сумарний індекс зниження шуму в приміщеннях, сумарна вартість звукоізоляційних огорож, кількість виготовлених огорож. Даються рекомендації по вибору цільової функції з урахуванням конкретних умов виробництва.
Результатом оптимізації є вибір конструкції огорожі для кожного приміщення і розподіл по ним наявних матеріалів. Розглядається постановка оптимізаційної задачі з різними варіантами цільової функції та обмежень. Наводиться опис алгоритму та статистичні дані, що свідчать про ефективність запропонованого методу оптимізації. Ефективність підтверджена зниженням вартості огорож при використанні даного методу в порівнянні з роздільним проектуванням огорож традиційними методами приблизно на 24 %
Посилання
- World Health Organization. Available at: https://www.who.int/healthinfo/statistics/en/
- Patinha, S., Cunha, F., Fangueiro, R., Rana, S., Prego, F. (2014). Acoustical Behavior of Hybrid Composite Sandwich Panels. Key Engineering Materials, 634, 455–464. doi: https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/kem.634.455
- Ehsan Moosavimehr, S., Srikantha Phani, A. (2017). Sound transmission loss characteristics of sandwich panels with a truss lattice core. The Journal of the Acoustical Society of America, 141 (4), 2921–2932. doi: https://doi.org/10.1121/1.4979934
- Khalkhali, A., Narimanzadeh, N., Khakshournia, S., Amiri, S. (2014). Optimal design of sandwich panels using multi-objective genetic algorithm and finite element method. International Journal of Engineering, 27 (3), 395–402. Available at: http://www.ijeir.info/article_72266_adb3b989a7941894512bf7c6927b94ed.pdf
- Cameron, C. J., Lind Nordgren, E., Wennhage, P., Göransson, P. (2014). On the balancing of structural and acoustic performance of a sandwich panel based on topology, property, and size optimization. Journal of Sound and Vibration, 333 (13), 2677–2698. doi: https://doi.org/10.1016/j.jsv.2014.01.025
- Leite, P., Thomas, M., Simon, F., Bréchet, Y. (2015). Optimal Design of a Multifunctional Sandwich Panel With Foam Core: Lightweight Design for Flexural Stiffness and Acoustical Transmission Loss. Advanced Engineering Materials, 17 (3), 311–318. doi: https://doi.org/10.1002/adem.201400075
- Wang, T., Li, S., Nutt, S. R. (2009). Optimal design of acoustical sandwich panels with a genetic algorithm. Applied Acoustics, 70 (3), 416–425. doi: https://doi.org/10.1016/j.apacoust.2008.06.003
- Li, Q., Yang, D. (2018). Mechanical and Acoustic Performance of Sandwich Panels With Hybrid Cellular Cores. Journal of Vibration and Acoustics, 140 (6), 061016. doi: https://doi.org/10.1115/1.4040514
- Belikov, A. S., Sokolov, I. A., Shalomov, V. A., Mamontov, A. V. (2017). Improving safety in workplaces when operating the compressor units for the account of improving the calculation of sound absorption coatings. Heotekhnichna mekhanika, 135, 246–257.
- Kliuchnik, I., Mamontov, A., Umiarov, R., Shalayeva, V. (2018). Methods of modular type rotors optimal complexing in the process of the composition. Metrology and Instruments, 1, 53–57.
- Soundproofing materials and acoustic Solutions. Available at: http://www.keepitquiet.co.uk/
- Kiseleva, E. G. (2011). Raschet zvukoizolyatsii ograzhdayuschih konstruktsiy zhilyh i obschestvennyh zdaniy. Moscow, 52.
- Mistakidis, E. S., Stavroulakis, G. E. (2013). Nonconvex Optimization in Mechanics: Algorithms, Heuristics and Engineering Applications by the F.E.M. New York: Springer.
- Gurskiy, D., Turbina, E. (2006). Vychisleniya v MATHCAD 12. Sankt-Peterburg: Piter, 544.
- Rybalko, O. M. (2014). Vyshcha matematyka (spetsialni rozdili). Osnovy teoriyi imovirnostei z elementamy matematychnoi statystyky. Kharkiv, 359.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2019 Oleksandr Mamontov, Tatiana Stytsenko
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.
Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.
