Geometrische divergentie

De demping door geometrische divergentie, Adiv, komt overeen met een vermindering van het geluidsniveau door de voortplantingsafstand. Voor een puntbron in vrij veld wordt de demping in dB verkregen door:

Adiv = 20lg(d) + 11 | (2.5.12)

waarbij d de rechtstreekse schuine afstand in 3D tussen de bron en het waarneempunt is.

Atmosferische absorptie

De demping door atmosferische absorptie Aatm tijdens voortplanting over een afstand d wordt verkregen in dB door de vergelijking:

(2.5.13)

waarbij:

d de rechtstreekse 3D schuine afstand tussen de bron en het waarneempunt is;

α atm de coëfficiënt van atmosferische demping in dB/km op de nominale middenfrequentie voor elke frequentieband is, in overeenstemming met ISO 9613-1.

De waarden van de αatm coëfficiënt worden gegeven voor een temperatuur van 15 °C, een relatieve luchtvochtigheid van 70% en een atmosferische druk van 101 325 Pa. Zij worden met de nauwkeurige middenfrequenties van de frequentieband berekend. Deze waarden voldoen aan ISO 9613-1. Het meteorologische gemiddelde op lange termijn wordt gebruikt indien meteorologische gegevens beschikbaar zijn.

Tabel 2.5.b De luchtdempingscoëfficiënt δlucht als functie van de octaafband

Octaafband | αatm [dB/km]

63 | 0,105

125 | 0,376

250 | 1,124

500 | 2,358

1.000 | 4,079

2.000 | 8,777

4.000 | 26,608

8.000 | 94,962

Grondeffect

De demping door het grondeffect is hoofdzakelijk het gevolg van de interferentie tussen het gereflecteerde geluid en het geluid dat zich rechtstreeks van de bron naar het waarneempunt voortplant. Het is fysiek verbonden aan de akoestische absorptie van de grond waarboven de geluidsgolf zich voortplant. Het is echter ook sterk afhankelijk van atmosferische omstandigheden tijdens voortplanting, omdat straalafbuiging de hoogte van het pad boven de grond wijzigt en de effecten van de grond en het land in de buurt van de bron meer of minder versterkt.

In het geval dat de voortplanting tussen de bron en het waarneempunt door een obstakel in het voortplantingsvlak wordt beïnvloed, wordt het grondeffect aan de kant van de bron en het waarneempunt afzonderlijk berekend. In dit geval verwijzen zs en zr naar de equivalente positie van de bron en/of het waarneempunt, zoals aangegeven hieronder waar de berekening van de diffractie Adif wordt gepresenteerd.

Akoestische karakterisering van grond

De akoestische absorptie-eigenschappen van de grond houden voornamelijk verband met zijn porositeit. Compacte grond is in het algemeen reflecterend en poreuze grond is absorberend.

Voor operationele berekeningen wordt de akoestische absorptie van een grond weergegeven met een dimensieloze coëfficiënt G, tussen 0 en 1. G is onafhankelijk van de frequentie. Tabel 2.5.c geeft de G-waarden voor de grond in de openlucht. Het gemiddelde van de coëfficiënt G over een pad krijgt in het algemeen waarden tussen 0 en 1.

Tabel 2.5.c G-waarden voor verschillende soorten grond

Beschrijving | Type | (kPa • s/m2) | G-waarde

Zeer zacht (sneeuw of mosachtig) | A | 12,5 | 1

Zachte bosgrond (kort, dicht heideachtig of dik mos) | B | 31,5 | 1

Niet-compacte, losse grond (veen, gras, losse aarde) | C | 80 | 1

Normale niet-compacte grond (bosbodem, weiden) | D | 200 | 1

Compact land en grind (compacte gazons, parkland) | E | 500 | 0,7

Compacte dichte grond (grindweg, parkeer­ plaats) | F | 2.000 | 0,3

Harde oppervlakken (veelal normaal asfalt, beton) | G | 20.000 | 0

Zeer harde en dichte oppervlakken (dicht asfalt, beton, water) | H | 200.000 | 0

G path wordt gedefinieerd als de fractie van absorberende grond die over het gehele pad aanwezig is.

Wanneer de bron en het waarneempunt vlakbij elkaar zijn zodat dp ≤ 30(zs + zr), is het verschil tussen de grondsoort nabij de bron en de grondsoort nabij het waarneempunt te verwaarlozen. Daarom wordt om met deze opmerking rekening te houden de grondfactor Gpath uiteindelijk als volgt gecorrigeerd:

(2.5.14)

waarbij Gs de grondfactor van het brongebied is. Gs = 0 voor wegdekken

1 De absorptie van poreuze wegdekken wordt in het emissiemodel in aanmerking genomen.

, betonplatenspoor. Gs = 1 voor sporen in ballastbed. Er is geen algemeen antwoord in het geval van industriële bronnen en fabrieken.

G kan worden gerelateerd aan de stromingsweerstand.

De afstanden dn worden bepaald door een 2D-projectie op het horizontale vlak.

De volgende twee subsecties over berekeningen in homogene en gunstige omstandigheden introduceren de generieke Ḡw en Ḡm notaties voor de absorptie van de grond. Tabel 2.5.d geeft het verband tussen deze notaties en de variabelen Gpath en G'path.

Tabel 2.5.d Verband tussen Ḡw en Ḡm(Gpath, G'path)

Homogene omstandigheden | Gunstige omstandigheden

Aground | Δground(S,O) | Δground(O,R) | Aground | Δground(S,O) | Δground(O,R)

Ḡw | G'path | G path

Ḡm | G'path | G path | G'path | G path

Berekeningen in homogene omstandigheden

De demping door het grondeffect in homogene omstandigheden wordt berekend op basis van de volgende vergelijkingen:

indien Gpath ≠ 0

(2.5.15)

waarbij

f m de nominale middenfrequentie is van de frequentieband in kwestie, in Hz, c de snelheid van het geluid in de lucht is, gelijk aan 340 m/s, en cf wordt bepaald door:

(2.5.16)

waarbij de waarden van w worden verkregen door de onderstaande vergelijking:

(2.5.17)

Ḡwkan gelijk zijn aan Gpath of G'path, afhankelijk van het feit of het grondeffect met of zonder diffractie wordt berekend, en volgens de aard van de grond onder de bron (werkelijke of afgebogen bron). Dit wordt in de volgende subsecties vermeld en is in tabel 2.5.d samengevat.

Aground,H, min = −3(1 – Ḡm) | (2.5.18)

is de ondergrens van Aground,H.

Voor een pad (Si, R) in homogene omstandigheden zonder diffractie:

Ḡw = G'path

Ḡm = G'path

Met diffractie, raadpleeg de sectie over diffractie voor de definities van Ḡw en Ḡm.

indien Gpath = 0: Aground = –3 dB

De term −3(1 − Ḡm) houdt rekening met het feit dat wanneer de bron en het waarneempunt ver van elkaar liggen, het eerste reflectievlak zich niet langer op het platform maar op natuurlijke grond bevindt.

Berekening in gunstige omstandigheden

Het grondeffect in gunstige omstandigheden wordt berekend met de vergelijking van Aground,H, mits de volgende wijzigingen worden gemaakt:

Indien Gpath ≠ 0

a) In de vergelijking 2.5.15 (Aground,H) worden de hoogten zs en zr vervangen door respectievelijk zs + δzs + δzT en zr + δzr + δzT, waarbij

(2.5.19)

a 0 = 2 x 10-4 m-1 is het omgekeerde van de kromtestraal

b) De ondergrens van Aground,F (berekend met ongewijzigde hoogten) is afhankelijk van de geometrie van het pad:

(2.5.20)

Indien Gpath = 0: Aground,F = Aground,F,min

De hoogtecorrecties δzs en δzr brengen het effect van de afbuiging van de geluidstralen over. δzT verdisconteert het effect van de turbulentie.

Ḡm kan ook gelijk zijn aan of Gpath of G'path, afhankelijk van het feit of het grondeffect met of zonder diffractie wordt berekend, en volgens de aard van de grond onder de bron (werkelijke of afgebogen bron). Dit wordt in de volgende subsecties nader bepaald.

Voor een pad (Si,R) in gunstige omstandigheden zonder diffractie:

Ḡw = Gpath in vergelijking (2.5.17)

Ḡm = G'path

Met diffractie, raadpleeg de volgende sectie voor de definities van Ḡwen Ḡm

Diffractie

Gewoonlijk wordt de diffractie aan de bovenkant van elk obstakel op het voortplantingspad onderzocht. Als het pad ‘hoog genoeg’ over de diffractierand loopt, kan Adif = 0 worden vastgesteld en een rechtstreeks zicht worden berekend, met name door de beoordeling van Aground.

In de praktijk worden de volgende specificaties in aanmerking genomen in het unieke verticale vlak dat zowel de bron als het waarneempunt bevat (een uitvouwend Chinees kamerscherm in het geval van een traject met reflecties). De rechtstreekse straal van de bron naar het waarneempunt is een rechte lijn onder homogene voortplantingscondities en een gebogen lijn (boog waarvan de straal afhankelijk is van de lengte van de rechtstreekse straal) onder gunstige voortplantingscondities.