2025年大学《声学》专业题库- 风力发电场的声学影响研究

2025年大学《声学》专业题库——风力发电场的声学影响研究考试时间：______分钟总分：______分姓名：______一、选择题（每题2分，共20分。请将正确选项字母填入括号内）1.在声学中，描述声波在自由空间中传播时，声压级随距离增加而衰减的规律通常基于（）模型。A.距离平方反比定律B.距离平方定律C.对数衰减定律D.指数衰减定律2.风力发电机最主要的噪声来源通常被认为是（）。A.齿轮箱的机械摩擦噪声B.发电机的电磁噪声C.叶片旋转与空气相互作用产生的气动噪声D.塔筒基础振动引起的噪声3.A声级（LA）是衡量噪声对人类听觉影响的一个指标，它主要通过模拟人耳的（）特性来计算。A.频率响应B.密度C.灵敏度D.力学阻抗4.当多个声源同时存在时，预测总声压级通常采用（）法则。A.线性叠加B.声压级相加C.声功率级相加D.方均根叠加5.声屏障的隔音效果最显著的位置通常是在（）。A.声源附近B.屏障高度等于声源和接收点之间距离的一半处C.接收点附近D.屏障后方的声影区6.风力发电机噪声的频率成分通常以（）为主。A.极低频（VLF）B.低频（LF）和中频（MF）C.高频（HF）D.超高频（UHF）7.在进行风力发电场噪声影响评价时，确定评价范围的主要依据是（）。A.风电场占地面积B.噪声预测结果超过标准的距离C.敏感目标（如居民区）的位置和数量D.风力发电机的高度8.《声环境质量标准》（GB3096）规定了不同功能区域的噪声排放或环境噪声限值，其中对夜间噪声有更严格要求的区域通常是（）。A.商业区B.工业区C.乡村居住环境D.居住、文教区9.风力发电机叶片通过声学材料（如吸声棉）进行降噪处理，主要利用的是该材料的（）特性。A.隔声B.减振C.吸声D.反射10.在风力发电场噪声控制方案中，通过优化风机布局（如增大间距）来降低周边噪声，属于（）措施。A.声源控制B.传播路径控制C.接收点防护D.气象调控二、计算题（共50分）11.（8分）某风力发电机在距离其1米处的A声级测量值为85dB(A)。假设噪声在自由空间中传播，且忽略地面效应和大气衰减，请计算在距离风机50米处的A声级（dB(A)）。12.（12分）一排风力发电机（可视为线声源），总长度为500米，平均运行时在其中心轴线距离25米处的A声级为70dB(A)。假设线声源各点声源强度相同，且噪声传播满足自由场条件。请计算在距离该排风机中心轴线前方30米处（垂直于中心线）的A声级（dB(A)）。13.（15分）某风力发电场包含12台风力发电机，单台在距离20米处的A声级为75dB(A)。假设各风机噪声独立，且在20米处形成的噪声场可以近似视为平面波叠加。请估算在距离最近两台风机连线中点20米处（位于两机之间）的A声级（dB(A)）。假设忽略其他几何效应和频率相关性。14.（15分）某风电场项目位于居住区附近，根据噪声预测结果，距离最近风机500米处的Leq（等效连续A声级）预测值为55dB(A)，该处属于2类声环境功能区，夜间噪声限值为50dB(A)。请判断该处噪声是否满足《声环境质量标准》（GB3096）的要求。若超标，简要说明可能需要采取的控制措施及其原理。三、简答题（每题10分，共30分）15.简述风力发电机噪声的主要来源及其特性。16.影响风力发电场噪声传播的主要因素有哪些？请列举至少四个并简要说明。17.在进行风力发电场声环境影响评价时，需要考虑哪些主要的内容和步骤？试卷答案一、选择题1.A2.C3.A4.B5.D6.B7.C8.D9.C10.B二、计算题11.解析：自由空间传播，声压级衰减与距离的平方成反比。距离比由1米变为50米，衰减量为10*log(50^2/1^2)=10*log(2500)=10*3.22=32.2dB。因此，50米处的声压级为85-32.2=52.8dB(A)。答案：52.8dB(A)12.解析：对于线声源，远处（距离远大于线长度）的声压级公式为Lp=Lq-10*log(r^2+(L/2)^2)-11.3dB，其中Lq为距线源中心r/π处声压级，L为线声源长度，r为接收点到线源垂足的距离。此处r=30m,L=500m。Lp=70-10*log(30^2+(500/2)^2)-11.3=70-10*log(900+62500)-11.3=70-10*log(63400)-11.3=70-10*4.802-11.3=70-48.02-11.3=10.58dB(A)。答案：10.58dB(A)13.解析：近似视为平面波叠加，则各点声压级可直接相加。两台机器在20米处产生75dB(A)，两台机器在20米处产生的总声压级为75+75=150dB(A)。接收点在两机之间20米处，声波传播路径近似相等，可视为两台机器在该点产生的声波直接叠加。总声压级为150/2=75dB(A)。注意：此简化假设忽略了实际复杂的几何布局和相位关系。答案：75dB(A)14.解析：评价点Leq（55dB(A)）高于所在区域（居住区）夜间噪声限值（50dB(A)），因此超标。超标量为55-50=5dB(A)。控制措施可包括：设置声屏障（针对传播路径）；种植密集绿化带（有一定吸声和隔声效果）；将风机基础下沉或进行隔振处理（声源控制）；优化风机布局（减少近距离影响）；设置距离保护带。答案：超标。需采取声屏障、绿化、声源控制、布局优化等措施。三、简答题15.解析：主要来源有：叶片与空气相互作用产生的气动噪声（占主导，特别是叶片尖端处）；齿轮箱和发动机等传动部件产生的机械噪声和振动；塔筒振动产生的噪声。气动噪声频率通常在低频到中频范围，且随转速变化；机械噪声和结构噪声频率相对较高，也可能包含低频成分。答案：主要来源有叶片气动噪声、齿轮箱与发动机机械噪声、塔筒振动噪声。气动噪声为主，机械和结构噪声为辅。16.解析：主要影响因素包括：声源特性（噪声级、频谱、指向性）；传播距离（自由场衰减、地面效应）；大气条件（温度层结、风速风向）；屏障或地形地物（山丘、建筑物）的阻挡或反射；接收点与声源相对位置和几何关系；环境背景噪声。答案：影响因素包括声源特性、传播距离、大气条件、屏障地形、接收点几何关系、背景噪声。17.解析：主要内容和步骤包括：确定评价范围和评价点（根据敏感目标位置和噪声预测结果）；进行声源噪声特性测量与预测（单机声功率级、频谱，考虑不同工况）；进行噪声传播预测（选