автореферат диссертации по безопасности жизнедеятельности человека, 05.26.00, диссертация на тему:Совершенствование акустического комфорта методами моделирования распространения, поглощения и изоляции звуковых волн

Международный межакадемический союз Всемирный экпертно-аггестационный комитет

На правах рукописи 0050454'*

Абракитов Владимир Эдуардович

УДК 62-71: 624.048: 628.517.2: 699.84

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ АКУСТИЧЕСКОГО КОМФОРТА МЕТОДАМИ МОДЕЛИРОВАНИЯ РАСПРОСТРАНЕНИЯ, ПОГЛОЩЕНИЯ И ИЗОЛЯЦИИ

ЗВУКОВЫХ ВОЛН

ОСЩО

Специальность 27.00.02 - Безопасность деятельности

Автореферат

диссертации на соискание научной степени доктора технических наук

О 1 [иАЙ 2012 Санкт-Петербург

2012

005045074

Работа выполнена в Харьковской национальной академии городского хозяйств Министерства образования, науки, молодежи и спорта Украины.

Научный консультант доктор технических наук, профессор

Селиванов Станислав Евгеньевич,

Херсонская государственная морская академия -заведующий кафедрой управления судном и безопасности жизнедеятельности.

Официальные доктор технических наук, профессор

оппоненты Иванов Николай Игоревич,

«Балтийский государственный технический университет «ВОЕНМЕХ» им. Д.Ф. Устинова» -заведующий кафедрой БЖД

доктор технических наук, профессор Изак Григорий Давыдович,

научный руководитель ООО «Научнойз»

доктор технических наук, профессор Нефёдов Леонид Иванович

Харьковский национальный автомобильно-дорожный университет - заведующий кафедрой автоматизации и компьютерно-интегрированных технологий

Защита диссертации состоится 28 марта 2012 г._в_часов на заседании

Диссертационного совета Д.00.09. МАНЭБ 0152 по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора наук при Международной Академии Наук экологии и безопасности жизнедеятельности (МАНЭБ) по адресу: Санкт-Петербург, Институтский переулок, 5.

Автореферат разослан 24 февраля 2012 года.

Ученый секретарь диссертационного совета Кандидат технических наук, профессор

Н.Г. Занько

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Научно-технический прогресс во всех областях промышленности и на транспорте сопровождается разработкой и широким внедрением разнообразного оборудования, станков и транспортных средств. Рост их мощностей, и стремительное развитие техники привели к тому, что человек на производстве и в быту постоянно подвергается влиянию шума высокой интенсивности. Следствием вредного действия шума могут быть профессиональные заболевания, повышение общей заболеваемости, снижение трудоспособности, повышение степени риска травм и несчастных случаев, связанных с нарушением восприятия предупредительных сигналов, нарушение слухового контроля функционирования технологического оборудования, снижение производительности труда и ухудшение качества жизни. Весь комплекс изменений, которые возникают в организме человека при продолжительном влиянии шума, современными исследователями рассматривается как «шумовая болезнь». Отмечается неудовлетворительное положение в области акустической безопасности населения, которое представляет собой серьёзную экологическую, социальную и экономическую проблему [95].

Актуальной народно-хозяйственной задачей является разработка эффективных мер борьбы с вредным действием шума. Они базируются на решении проблемы моделирования процессов распространения звука, и дают возможность проектировать и разрабатывать шумозащитные мероприятия и средства на стадии проектирования (или реконструкции) объекта, т.е. когда он еще не существует в натуре. В наиболее общем виде их можно представить как логическую цепочку исследований, представленную на рис. 1.

Рис. 1 - Логическая цепочка исследований в области борьбы с шумом

Следует обратить внимание на обратные и внутренние связи между элементами

схемы. Действительно, предлагая те или иные шумозащитные мероприятия, оптимизи^ их выбор, реализуя их на практике - мы в конечном итоге уменьшаем вредное влияе шума на здоровье человека и улучшаем экологическую обстановку.

При этом возникло много вопросов, которые условно могут быть классифицирова на две главные группы, решению которых и посвящена диссертационная работа, проблематика разделилась по двум направлениям, которые связаны с защитой Человек; окружающей среды от отрицательного влияния вредных техногенных факторов.

Первая проблема диссертационной работы - это проблема моделирования процесс распространения звука на пути от источника к объекту, который нуждается в защите шума, - поскольку, как известно, удобно предусматривать, проектировать, конструиров; и т.д. разнообразные шумозащитные мероприятия и средства на стадии проектирован объекта, когда он еще не существует в натуре. Таким образом, возникает необходимое прогнозирования, моделирования, картографирования, оценки шумового режиг возможности изучения эффекта вариабельности шумозащитных средств и др.

Вторая проблема заключается в том, что недостаточно только лишь знать, к именно распространяется шум; надо еще вести борьбу с ним, т.е. конструировать срсдсп борьбы с шумом. Хотя обе эти проблемы тесно связаны между собой, каждая из н требует совсем разных путей решения, ставит разные задачи и др.

В ходе исследований выяснилось, что в круг вопросов, возникающих из обе проблем, входят еще несколько дополнительных задач, касающихся создания ря вспомогательных приборов. Так, например, предлагаемые устройства моделирован имеют электрическое питание, и согласно требованиям электробезопасности нуждаютс? заземлении. Автором в процессе исследований были изобретены новые конструкц устройств защитного заземления и зануления, получено 3 патента на указанн: изобретения. Также получено несколько патентов на органы управления предлагаемы! устройствами моделирования, на модели источников шума (далее - ИШ), котор: применялись в экспериментах, и др. Эти изобретения, хотя они играют подчинённую ро в диссертации, - обеспечивают выполнение главных задач работы.

Связь работы с научными программами, планами, темами. Диссертационн работа выполнена в рамках научных исследований, которые проводились в Харьковсю национальной академии городского хозяйства (ХНАГХ) согласно её тематическим плана Диссертационная работа была начата в соответствии с темой 40 ("Моделирование сложне социально-экологических и технических систем на основе перспективнЕ информационных технологий") согласно "Тематике координационных планов научн исследовательских работ (межвузовских научных и научно-технических программ) ] 1997-1999 г. ...", утвержденной приказом Министра образования и науки Украины № 37 I 13.02.97, и «Программы развития производства средств индивидуальной защит работающих и соответствующей научной базы на 1997-2000 годы», в соответствии постановлением Кабинета Министров Украины от 20.07.95 г. № 535. Она соответству всем преемственным нормативным актам, которые определяют современную тематш

координационных планов научно-исследовательских работ в данном направлении (в соответствии с Законом Украины "О приоритетных направлениях развития науки и техники" от 11.07.2001 г. №2823-111 (2623-14), Постановлением №213 Президиума Национальной Академии Наук Украины от 12.07.2006 "О состоянии и перспективах выполнения целевых программ научных исследований..." и др.) В отраслевых рамках, до 2005 г., она выполнялась в качестве реализации мероприятий Национальной программы улучшения безопасности, гигиены работы и производственной среды до 2005 года, утвержденной Кабинетом Министров Украины, и хозрасчетной научно-исследовательской работы № 1562/99 "Создание устройств автоматического управления оборудованием и исследование шумового фона предприятий с разработкой технических решений по снижению уровня шума в прилегающей селитебной зоне". На современном этапе исследования проводятся по теме госбюджетной научной работы "Повышение безопасности и безвредности труда в строительстве и городском хозяйстве", зарегистрированной в УкрНТИ под № 0108Ш04538.

Цель работы: разработка методов моделирования акустических процессов для формирования мероприятий борьбы с шумом на пути его распространения. С учетом проблематики работы, при этом возникают такие основные задачи исследований:

1) обеспечение возможности физического, математического, и аналогового моделирования процессов распространения звука для картографирования шумового режима на территории населенных пунктов и в помещениях;

2) оптимизация конструктивных решений и повышения эффективности шумозащитных средств (на основе моделирования), и создание новых устройств звукоизоляции и звукопоглощения.

Объект исследований и предмет исследований. Объектом исследований выступают процессы распространения шума, и способы воздействия на них (снижение шума) с целью обеспечения условий акустического комфорта населения. Предмет исследования — физическое, аналоговое и математическое моделирование акустических процессов.

Методы исследования: В процессе исследований по теме диссертационной работы в период 1995-2012 гг. проведены тысячи натурных измерений уровней звукового давления, создаваемых разнообразными источниками техногенного происхождения, на улицах городов Днепродзержинск, Донецк, Киев, Мариуполь, Одесса, Харьков, Черкассы и др. На основании этих данных было осуществлено картографирование шумового режима этих населенных пунктов, а результаты измерений (зафиксированные в контрольных точках спектры шума, общее количество которых измеряется несколькими тысячами) приведены во многочисленных научных работах автора, таких как [9, 47, 48, 50 - 53, 56, 60, 62, 124 -126, 132 - 136]. Таким образом, теоретические положения соискателя базируются на обширном материале непосредственных авторских натурных измерений городского шума.

В исследовании применен системный подход [49] и использованы следующие методы: аналитический, базирующийся на известных законах излучения и распространения звука; экспериментальный, который использует теорию планирования

эксперимента в направлении определения закономерностей и установлю количественных соотношений между факторами, экспертные оценки и имитацион] моделирование; эмпирический, в ходе которого изучалась эффективность мероприятий борьбе с шумом.

Обоснование и достоверность научных результатов обеспечены применен! фундаментальных принципов; соответствием исследовательских приемов целям и задач качественным и количественным анализом большого объема теоретического эмпирического материала; полнотой и значимостью данных, собранных в проце исследования.

Философско-методологической базой исследований диссертационной работы авт< является "Концепция Управляемого Вдохновения" - философская система, создан] лично автором [5, 119, 122, 123], которая снимает ограничения мыслительного процес позволяет наилучшем образом реализовать творческий потенциал личности и др. С методологическая концепция обусловила конкретную формализацию идей и структурирование в диссертационной работе в виде "дерева решений".

Научная новизна диссертационной работы заключается в следующем.

1) Произведено развитие направления физического моделирования процесс распространения звука, а именно - сформулированы четкие требования подобия л физическом и аналоговом моделировании акустических явлений [6, 7, 15] и созданы нов способы достижения подобия при моделировании акустических процессов [55], котор реализуются за счет:

- изменения параметров среды распространения звука в физических модел: (масштабирование давления, температуры, варьирование химическим составом газа зависимости от масштаба линейных размеров модели) - [82];

- обеспечения сходимости эквивалентных промежутков времени в модели и нат> (выполняют запись спектра шума в натурном исследуемом объекте с применени измерительного магнитофона; на модели городской застройки, уменьшенной в cL р воссоздают эту запись со скоростью воспроизведения, в cL раз большей, чем исходи скорость [45]);

2) Создано новое направление аналогового и квазианалогового моделирован процессов распространения звука, [6, 7], а именно:

- физически и математически обоснована аналогия между процесса! распространения звуковых и электромагнитных волн оптического диапазона частот диапазона радиочастот [6, 7, 78, 109] в заданных граничных условиях;

- изобретен способ такого моделирования, применяющий установлен!!} вышеуказанную аналогию между распространением звука и электромагнитных волн (в т в диапазоне радиочастот) [78, 104];

- разработана система расчетных соотношений взаимосвязи волновых характерист] звуковых и электромагнитных волн для целей моделирования (т.е. разработана систе! констант подобия) [15, 111]);

- разработана система критериев подобия и система индикаторов подобия для такой аналогии; осуществлена их проверка [15];

3) Осуществлено развитие направления математического моделирования процессов распространения звука, а именно:

- создана типологическая система, которая описывает разнообразие форм волновых фронтов, их каустики и метаморфозы [16, 22];

- выведены расчетные соотношения, которые связывают интенсивность звука на первоначальном расстоянии от источника, и искомое значение интенсивности на любом другом расстоянии в зависимости от соотношения площадей волновых фронтов [1, 9, 16, 22,43,46, 85]; и осуществлена их экспериментальная [4, 51] проверка;

- выведены расчетные соотношения, которые на основании теоретических положений геометрической теории акустики позволяют учесть эффект многоразовых отражений звука в помещениях [1, 37, 118] и на территориях [1, 39, 128];

- обеспечена возможность картографирования шумового режима с применением современных геоинформационных технологий, за счет построения как двумерных [3, 52, 60, 136], так и трехмерных пространственных карт шума [3, 57] по математическим моделям автора.

4) Усовершенствованы мероприятия борьбы с шумом на пути его распространения акустическими средствами, т.е. звукоизоляцией и звукопоглощением, а именно:

- выдвинуты и обоснованы тезисы о невозможности снижения шума в источнике возникновения до значения нуль дБ (и невозможности полного отказа от борьбы с шумом на пути его распространения), и о совместном действии звукопоглощения и звукоизоляции

[В];

- создан способ оперативного регулирования времени реверберации звука в помещениях [12, 74], который позволяет принудительно изменять параметры звукоизолирующей способности звукоизолирующих облицовок;

- математически объяснены процессы ослабления интенсивности звуковых волн в вакуумированной среде в динамике принудительного изменения её параметров, и выведена формула для расчета технических условий, характеризующих вакуумированную полость, в частности, давление газа в ней и др. [12, 74] с целью использования вакуума для снижения шума;

- разработан способ ослабления интенсивности звуковых волн [13, 87, 92, 94, 114, 129], который базируется на использовании физического явления поляризации структурного звука в упругой среде шумозащитного средства;

- физически и математически обоснованы процессы ослабления интенсивности звука при явлении поляризации структурного звука: [13, 14, 19, 21, 28, 35, 92, 94];

- изучена зависимость между микроструктурой пористых материалов и их звукоизолирующей способностью [17, 23, 58], при условии рассмотрения каждой отдельно взятой поры в пористом звукопоглощающем материале как микроскопического вакуумированного сосуда [129];

- физически обоснована принципиальная возможность обеспечения утилиза звуковой энергии, т.е. возможность преобразования её в электрическую энергию снабжения промышленных потребителей [8, 76, 90, 91, 97, 103], выведены форм) которые предоставляют возможность количественно оценивать эффективнс предложенных устройств [76, 91, 97, 103].

Научная новизна диссертационной работы подтверждена 8 патентами России и патентами Украины, а также 3 решениями на выдачу патентов.

Практическое значение полученных результатов диссертационной раб заключается в следующем.

1) Проведено значительное количество натурных измерений шума в та населенных пунктах Украины, как города: Киев [60, 62]; Харьков [9, 48, 50, 51, 52, 53, 57]; Донецк [64]; Одесса [125]; Днепродзержинск [133]; Мариуполь [134]; Черкассы [1; село Первомайское Змиевского района Харьковской области [126]. Количес контрольных точек и измеренных в них спектров шума исчисляется тысячами. ! исследования дают возможность определить состояние акустической безопасност! построить для этих территорий карты шума.

2) На основании экспериментальных данных, полученных в результате собствен! исследований, и теоретических изысканий диссертационной работы созданы карты ш; г. Киева [60], Харькова [3, 136], Донецка [64] и др. населенных пунктов, в т.ч. трехмер! (объёмные) пространственные карты шума [3, 57].

3) Создано необходимое оборудование и методы для выполнения исследованиГ

т.ч.:

- разработан способ достижения подобия при физическом моделировш акустических процессов [82], повышающий точность и достоверность так моделирования;

- созданы и усовершенствованы узконаправленные источники излучения звука [ 70, 73, 81]), которые могут быть использованы как модели ИШ при физичес! моделировании акустических процессов;

- созданы устройства аналогового моделирования процессов распространения зв) а именно устройства такого моделирования, которые применяют установленную аналог между распространением звука и света (в оптическом диапазоне частот) [18, 66, 80, 101]; устройства такого моделирования, которые реализуют установленную аналог между распространением звука и электромагнитного излучения (в диапазоне радиочаст [78, 104, 110]; вспомогательные элементы и узлы, такие, как: устройства защита! заземления и зануления электроустановок (в дальнейшем - ЭУ) в трёхфазных се-электрического тока [67, 79, 83]; и органы управления параметрами модели в виде • называемых амплитудно-пространственных квадрорегуляторов: [69, 77];

4) Изобретены и созданы новые конструкции шумозащитных средств, а имен звукоизолирующие панели и элементы [88, 89, 102]; шумоизолирующий коффердам [ 127]; устройство направленного приема звуковой энергии [75]; средство индивидуальг

защиты органов слуха [68]; звукоизолирующая панель с максимально возможной звукоизолирующей способностью [35,71, 88,100];

5) Созданы устройства, которые обеспечивают утилизацию звуковой энергии вместе с борьбой с шумом, а именно звукоутилизирующая панель [90] и её разновидности -"Утилизатор звуковой энергии"[91]; звукопреобразующая панель [76].

Каждое из разработанных автором вышеуказанных устройств представляет собой полностью завершенную и работоспособную конструкцию и может использоваться для своей цели.

6) Созданы соответствующие компьютерные программы для: расчета параметров многослойных панелей "сандвич" [19, 21]; для расчета многократных отражений звука в помещениях с применением соотношений, которые выведены автором [1, 37]; для расчета углов падения звука на препятствия относительно поверхности фунта, при которых основную роль при отражении звука начинают играть горизонтальные поверхности [1, 34, 39,128]; для расчета экономического эффекта шумозащитных мероприятий [10,40].

Научные результаты внедрены:

1. В научно-исследовательскую работу студентов (автор диссертации - руководитель секции "Охрана работы" студенческого научного общества ХНАГХ; в период 1995-2011 г. под его личным руководством подготовлено более чем 60 докладов студентов на 20 студенческих научных конференциях, осуществлены многочисленные научные публикации вместе со студентами и др.).

2. В разработку дипломных проектов и магистерских работ, выполненных студентами кафедры БЖД ХНАГХ (единоличное руководство автора диссертации - более 50 дипломных проектов и магистерских работ; в качестве консультанта по разделу "Охрана работы" в дипломном проектировании (совместное руководство) - более 1000 дипломных и магистерских работ).

3. В учебный процесс при чтении лекционных курсов по дисциплинам "Безопасность жизнедеятельности", «Основы охраны труда», "Охрана туда в отрасли" в ХНАГХ.

4. В госбюджетную тематику ХНАМГ (тема: "Повышение безопасности и безвредности труда в строительстве и городском хозяйстве"; отчеты по госбюджетной тематике ХНАГХ 1995-2012 гг., реестр. УкрНТ1 № 0108Ш04538).

Личный вклад соискателя. Научные и практические результаты диссертационной работы, которые выносятся на защиту, получены автором самостоятельно. Автор разработал философскую базу и методологию своих исследований, на основании чего разработал их программу и сформулировал конечную цель, после чего приступил к её осуществлению. Являясь генератором идей, инициатором и главным исполнителем своих предложений, автор принимал непосредственное участие в разработке способов и моделей, выполнении расчетов и экспериментов, их проведении, анализе и обработке данных. Изобретательская деятельность автора предусматривала единоличную генерацию им научных идей, которые потом легли в основу созданных им разработок, выдвижение

научных гипотез и т.п. согласно авторской "Концепции Управляемого Вдохновения" 119]. Во всех исследовательских роботах его роль была определяющей. Как правило, ав занимался формулированием цели и постановкой задач исследований, анализирова обобщал полученные результаты. Наиболее важные ведущие идеи, которые составл: основную суть диссертации, выдвинуты лично автором. Также собственноручно выполнены все экспериментальные исследования - натурные измерения уровней шумг территории городов.

Имея художественные способности (в т.ч. трехмерная компьютерная графи единолично и собственноручно выполнил все без исключения чертежи, рисунки иллюстрации, которые приведены в диссертации и всех других его печатных робо: Автор дизайна обложек и художник-иллюстратор всех без исключения своих книг. Та] единолично и собственноручно выполнены автором все мероприятия в обла компьютерного программирования, системного администрирования и использова вычислительной техники в его исследованиях.

В результате все без исключения 11 книг, т.е. монографии [1 - 4], книги [5-11 основные научные труды, являющиеся наиболее объемными публикациями, - написг автором единолично. Некоторые второстепенные идеи, которые дополняют, раскрывай; распространяют область применения единоличных разработок, выдвинуты авто} диссертационной работы в соавторстве с другими научными работниками. Дру публикации, которые популяризируют, шире раскрывают содержание, дают представла о полученных результатах - подготавливались в печать как лично, так и в соавторств другими специалистами. Автор диссертационной работы, обладая правом собственно полученных ими патентных документов, выступал в роли научного руководителя проектных и технических разработках. Привлеченные им специалисты осуществл: помощь в решении локальных технических вопросов.

Таким образом, из всего общего количества 138 научных работ 73 являю единоличными публикациями, (на которые приходится более чем 90% общего объе вычисленного в печатных листах), а 65 научных работ (т.е. 10% объема) написано соавторстве.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы, её ид достижения, и результаты были доложены автором на:

1. Научно-технических конференциях преподавателей, аспирантов и сотруднш ХНАГХ, г. Харьков: XXX - 2000 г. [107]; XXXII - 2004 г. [112], XXXV - 2010 г. [130, 1 132].

2. Международных экологических конгрессах «Новое в экологии и безопасно! жизнедеятельности». Санкт-Петербург: 16-18 июня 1999 г. [105]; 14-16 июня 2000 г. [10(

3. Международной научно-практической конференции «Устойчивое рами-городов». Харьков, 28.02.2002 - 1.03.2002 г.: [16].

4. Первой областной конференции молодых научных работников „Те Харьковщина, - поиск молодых", в рамках форума „Образование, наука, производстве

пути интеграции", 19-20.03. 2002 г.: [109]. (Получен почетный диплом "За активное участие в работе конференции...").

5. Научно-методических конференциях "Безопасность жизнедеятельности". Харьков, Союз специалистов безопасности жизнедеятельности: 2001 г. - [108]; 2002 г. - [110]; 2004 г. - [111]; 2005 г. - [114]; 2007 г. - [120]; 2008 г. - [122], 2009 г. - [128].

6. Всеукраинской научно-практической конференции «Современное социокультурное пространство», Киев, 2004: [113].

7. Международном научно-техническом семинаре «Актуальные проблемы акустической экологии и защиты от шума», Севастополь, 2006: [115].

8. II и III международных семинарах "Методы повышения ресурса городских инженерных инфраструктур", Харьков, Харьковский национальный университет строительства и архитектуры (ХНУСА): 2006 [30]; 2008 [48].

9. Всеукраинской научной конференции по проблеме формирования личности архитектора-учёного, Харьков, ХНУСА, 2006: [33].

10. II международной научно-практической конференции «Стратегические вопросы мировой науки - 2007». 15-28.02. 2007: Днепропетровск: «Наука и образование» [116].

11. VI международной научно-методической конференции. Киев, Национальный авиационный университет (НАУ), 15-16.03.2007: [117].

12. Конференции «Качество жилой среды». 16.06.2007. Днепропетровск, Приднепровская государственная академия строительства и архитектуры (ПГАСиА): [35].

13. IV межрегиональной научно-практической конференции "Психологические и технические аспекты безопасности труда, жизни и здоровья человека". Полтава, Полтавский военный институт связи, 15.05.2007: [118].

14. III Международной научно-практической конференции "Эффективные инструменты современных наук - 2007", г. Днепропетровск, "Наука и образование", 315.05.2007: [119].

15. 2-й международной научно-технической конференции "Математические модели процессов в строительстве", Луганск, 2007: [38].

16. И, III и IV Международных научно-практических конференциях «Безопасность жизнедеятельности человека как условие постоянного развития современного общества», (организатор - Международная академия безопасности жизнедеятельности): II -Днепропетровск, 14-15.06.2007 [41, 42]; Ш-Харьков, 15-16.10.2009, [57]; 1У-Киев, 810.05.2011, [62].

17. Международной научно-технической конференции "Внедрение инновационных технологий и перспективы развития систем теплогазоснабжения и вентиляции" 19-21.11. 2008, Харьков, ХНАГХ: [121].

18. На Всеукраинской научно-практической конференции "Оптимизация научных исследований - 2009", Национальный университет кораблестроения (НУК) им. адмирала Макарова, Николаев, 17.06.2009: [123].

19. УтегтагосШ уёёеско - ргакйска копРггепсе "АрНкоуапё уёс1ескё поутку - 2009".

("Прикладные научные разработки-2009"). Прага, Чехия, 27.07-05.08. 2009: [124].

20. VMi^dzynarodowej naukowi-praktycznej konferencji «Nauka: teoría и praktyka - 20( ("Наука: теория и практика". Польша), Przemysl. Nauka и studia, 2009: [125].

21. Международни научно практични конференции "Новости вот научния напрс; 2009, 2010". Болгария, София: V - 17-25.08. 2009 [126]; VI - 17-25.03. 2010 [133].

22. Всеукраинской научно-практической конференции "Передовой нау1 практический опыт - 2009". Николаев: НУК им. адмирала Макарова, 17.09.2009: [127].

23. IV международной научной конференции "Ресурс и безопасность эксплуата конструкций, зданий и сооружений" Харьков, ХНУСА, 20-22.10. 2009: [51].

24. IX международной научно-технической интернет-конференции "Примене пластмасс в строительстве и городском хозяйстве", Харьков, 25.11-25.12. 2009: [129].

25. Международных научно-практических конференциях «Эффектив: организационно-технологические решения и энергосберегающие технологии строительстве», Харьков, ХНУСА: 20-21.04. 2010 [56]; 27-28.04. 2011 [61].

26. VI Mi?dzynarodowejnaukowi-praktycznejkonferencji"Naukowaprzestrzec"Eurc 2010". Przemysl: Naukalstudia [134].

27. VIMezinárodnivédecko-prakt!ckáconference"Dnyvédy-2010"27.03. 10-05.04.10. Пр; Чехия [135].

28. VI mezinárodni védecko-praktická konference "Aktuálni vymozenosti védy - 201 Прага, Чехия, 27.06. 2010-05.07. 2010: [137].

29. Международной научно-практической конференции "Безопасно жизнедеятельности в окружающей и производственной средах". X.: ХНАГХ, 2011: [136

30. III международной научно-практической конференции «Безопасно жизнедеятельности в XXI столетии». Дн-ск, ПГАСиА, 19-20.10. 2011: [64].

31. XIX международной научно-практич. конференции «Информациош технологии: наука, техника, технология, образование, здоровье: MicroCAD-201 Харьков, НТУ «ХПИ», 01-03.06.2011: [138].

32. Международной научно-практич. конференции «Техшчний прогрес в АП Харьков, ХНТУСГ им. Петра Василенка, 2012: [62].

На IX - XIII международных фестивалях "Мир книги", в г. Харькове, ХАТ< прошли презентацию книги автора: [7] - на IX, 26-28.04. 2007 г.; [2, 8] - на X юбилей фестивале, 17-19.04. 2008 г.; [5] - на XI, 23-24.04. 2009; [10] - на XII, 22-24.04. 2010; [1 на XIII, 28-30.04.2011; где все они ежегодно экспонировались в числе новейших научн публикаций на выставочном стенде издательства "Парус", и были представлены выставках-продажах новых книг в рамках тех же фестивалей.

Материалы диссертационной работы представлены во всемирной сети Internet web-сайте автора http://www.abrakitov.narod.ru. сайте ХНАГХ www.ksame.kharkov.ua и других web-сайтах, таких, как http://www.patronica.ru. http://sibpatent.ru. и др. Электронн версии всех без исключения научных работ автора также представленные в Интернете.

Материалы диссертационной работы публиковались в популярных науч!

периодических изданиях: "Украина: аспекты труда. Научный экономический и общественно-политический журнал" [95], и „Городское хозяйство Украины: Массовый информационный производственно-технический журнал", [97]; в отраслевом журнале "Безопасность жизнедеятельности" [99].

Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 138 печатных работ, из которых - 22 в иностранных государствах (Польша (2), Чехия (3), Россия (14), Болгария (2), Казахстан (1)), в том числе:

- монографии - 4 [1, 2,3,4] (все без исключения - единоличное авторство);

- другие книги - 7 [5 - 11] (все без исключения - единоличное авторство);

- статьи в научных сборниках, утвержденных Президиумом ВАК Украины как профессиональные издания - 54 [12-64] (в т.ч. 28 единоличные; 26 в соавторстве);

- статьи в других научно-периодических изданиях (в т.ч. заграничных) — 8 [93 - 100] (в т.ч. 2 единоличных; 6 в соавторстве);

- информационные листки - 3 [101 - 103] (в т.ч. 1 единоличный; 2 в соавторстве);

- тезисы докладов на научных конференциях - 35 [104-138] (в т.ч. 25 единоличные; 10 в соавторстве), в т.ч. 9 международных конференций, проведенных за границей [105, 106,124- 126, 133 - 135, 137];

- патенты на изобретения (Россия) - 8 [66-73], и решение на выдачу патента (Россия) - 3 [90-92] (в т.ч. 2 единоличные, 9 в соавторстве);

- патенты на изобретения (Украина) - 10 [74-83], декларационный патент - 1 [84], патенты на полезную модель - 5 [85, 86, 87, 88,[89] (в т.ч. 4 единоличных, 12 в соавторстве).

Структура и объем диссертации. Диссертация включает в себя вступление, 7 разделов, окончание (выводы), список литературы и приложения. Диссертация насчитывает вступление на 21 странице, 298 страниц основного текста, 39 фигур чертежей на 31 странице, 2 таблицы на 3 страницах. Общее количество пронумерованных страниц -395. В список основной использованной литературы и примененных патентных документов входят 362 наименования, в том числе 9 зарубежных, на 33 страницах.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первом разделе диссертационной работы поставлена её проблематика и рассмотрены вопросы основных взаимосвязанных направлений, в которых развивались исследования автора [49].

Выявлено, что звук осуществляет прямое воздействие на сердечно-сосудистую систему человека [1, 117]. Исследовано также разрушительное влияние шума на неживые объекты. На молекулярном уровне следует говорить о вынужденных колебаниях структурных элементов любого вещества под влиянием внешнего шума [1, 11, 30, 38, 42].

Исследования в области уточнения степени вредности шума представляют собой медицинскую тематику, и поэтому рассматриваются в диссертационной работе в обзорной главе в качестве обоснования необходимости борьбы с шумом, её актуальности и т.п. Основные усилия автора, вынесенные на защиту, были сконцентрированы, в основном, по

двум последним позициям логической схемы (рис. 1). Они позволяют сформулировать проблематику.

Первая проблема работы - это моделирование процессов распространения звука пути от источника к объекту, который нуждается в защите, (т.е. пробле прогнозирования, картографирования, оценки шумового режима возможности изучеи эффекта вариабельности разных шумозащитных средств и др. [25]). Речь идет необходимости создания комплексной и взаимозависимой иерархической методн моделирования разнообразных акустических процессов и явлений [109], комплекс охватывающей все этапы: от наиболее высшего уровня - (распространение шума территории застройки, составление карт шума города в целом и т.д.), до низшего (процессы снижения шума в отдельно взятом одном акустическом препятствии) [26]. И по пути индукции, безусловно, можно заключить, что низший уровень - (снижение шум; конечном месте его распространения), сопоставляясь с множеством аналогичн процессов на параллельных и вышестоящих уровнях (снижение шума акустически экранами, деревьями и т.п.) [41], определяет в конечном итоге общую карта распространения шума на территории города. Но сейчас, на нынешней стадии развит прикладной теории акустики эта связь оказывается разорванной [98].

Решению этой актуальной и наболевшей проблемы и посвящена диссертационь работа. Можно констатировать актуальную необходимость создания единой и цельн теории, которая обобщает предыдущие достижения в области моделирования процесс распространения звука, и позволяет достичь новых, еще неявных прикладных целей [10 В наиболее общем виде логическую цепочку применения её результатов мож представить так: моделирование процессов распространения звука —» конструирован разных шумозащитных средств —> применение их в разных устройствах прикладно назначения. Такая цепь должна быть довольно разветвленной, многоуровневс вариабельной, способной оперативно реагировать на внутренние изменения моделируемой среде, - (так называемая обратная связь), и давать приложен практических результатов в области акустической экологии [2].

Вторая проблема заключается в том, что недостаточно знать, как имен распространяется шум [111], надо еще вести борьбу с ним, т.е. конструирова противошумовые средства [108]. Хотя эти проблемы и тесно связаны между собой, кажд из них требует совсем разных путей решения, ставит разные задачи и др.

Ознакомление с проблематикой исследований и её конкретизация позполя! определить основные задачи диссертационной работы. Они определены в конце раздела ]

Второй раздел диссертационной работы посвящен проблемам размежеван] областей применения физического, аналогового и математического моделирования [98], созданию расчетных соотношений, которые связывают адекватные волпош характеристики предложенных физических и аналоговых моделей процесс! распространения шума.

Если мы изначально имеем какое-либо качественное описание исследуемой системы, - то, базируясь на нем, исходя из набора исходных данных (местоположение ИШ, создаваемые ими уровни звукового давления, конфигурация акустических препятствий, и др.), можем определить интересующие нас количественные параметры. Тогда мы можем воспользоваться математическим моделированием, допускающим изначальное знание качественных особенностей исследуемого процесса, и необходимость определения на базе этого количественных аспектов (уровней звукового давления в расчетных точках) [120].

Возможен такой случай, когда мы не имеем ни количественных параметров (за исключением незначительного количества исходных данных), ни качественных [113]. Когда неизвестны ни качественные особенности исследуемого процесса, ни количественные - мы просто вынуждены использовать физическое или аналоговое моделирование [98, 122].

Рассмотрены известные критерии подобия при физическом моделировании процессов распространения шума, при этом сделан вывод, что их система неполная и нуждается в существенном дополнении [2, 6, 7, 15, 55].

Предложен способ достижения подобия при физическом моделировании процессов распространения звука, при котором обеспечивают подобие эквивалентных промежутков времени в модели и натуре за счет того, что выполняют запись спектра шума в натурном исследуемом объекте с применением измерительного магнитофона; на модели городской застройки, уменьшенной в сь раз, воссоздают эту запись со скоростью воспроизведения, в сь раз большей, чем исходная скорость [45, 55].

Выявлена необходимость изменения параметров среды распространения звука в физических моделях: (масштабирование давления, температуры, варьирование химическим составом газа в зависимости от масштаба линейных размеров модели) [82]. Практически это означает, что подобные эксперименты необходимо делать в барокамере [2, 82].

Дальше объяснены сходимость натурных и модельных акустических процессов как результат аналогии волновых характеристик в натуре и модели [1, 2, 15]; аналогии волновых явлений в натуре и модели [2, 6, 7, 31, 32].

Такой теоретический подход позволяет применять не только физическое, а и аналоговое моделирование [31, 96]. При физическом моделировании натурный звук имитируется на модели также звуком (при том нужно соблюдать требования подобия); при аналоговом моделировании натурный звук имитируется на модели другим видом излучения [1, 2, 6, 7].

Соблюдение первого из вышеуказанных условий дает возможность связать между собой количественные характеристики в натуре и модели каким-то масштабным соотношением [15]; соблюдение второго - обеспечивает адекватность качественных характеристик натуры и модели [2]. При этом соблюдение первого условия не всегда гарантирует вслед за ним автоматическое соблюдение второго: (хотя, теоретически, пропорционально изменив все без исключения волновые характеристики в модели

относительно натурных, мы должны получить пропорционально уменьшенное увеличенное волновое явление, которое моделируется? [33])

Для обоих случаев потребовалось создание системы констант подобия, кот( связывает адекватные элементы модели и натуры (обеспечение первого условия вышеуказанных - аналогии волновых характеристик в натуре и модели). Система фор! выведенная автором [15, 45, 55], связывает адекватные параметры аналоговой моде; натурного звукового излучения через некоторые масштабные параметры, позво. градуировать измерительные устройства на модели, и численно оценить характерней распространяемого излучения.

Число основных констант подобия, (обозначенных как си ст, с„„ и др.), при! равным 7, а другие масштабные соотношения формулируются по известным зависимое физических величин и представляют собой комбинацию этих семи основных коне подобия. Так, например, адекватные величины давления (в т.ч. звукового) в модели Ры, и натуре Ри, Па связаны между собой соотношением:

Рт = ст-с2гс',; Ри,

а адекватные уровни интенсивности звука и ¿н в модели и в натуре могут б приравнены между собой:

£» = ¿.= 101*^^12, дБ,

для чего в моделях предложено наше изобретение [82]. Вместо неудобной на прак' предыдущей зависимости также может быть использована другая:

1ом=1он=1о= 10"12 Вт/м2

г «Л1 Ст'С Т^м < /м 'С 7'/м

< Ьм= 10^-уд—= 1018 10-и , дБ

. 1„ ф ¿н, дБ

при которой адекватные уровни интенсивности звука связаны между собой некотс условной масштабной пропорцией.

Раздел сопровождается математическими выкладками, которые описыв взаимосвязь величин при переходе от одной выведенной автором зависимости к другой.

Следует отметить, что еще задолго до исследований автора существовали извест требования подобия при моделировании волновых процессов и распростране излучений. Система расчетных соотношений, созданная автором, органически вплетает такую существующую систему требований подобия, дополняет, и расширяет их. Н< часть скорректированных требований подобия, обладающая научной новиз] запатентована в виде изобретения [82].

Дальнейший материал второго раздела касается аналоговых моделей акустичес процессов (распространение шума на территориях и в помещениях). Предусмот! возможность моделирования звука электромагнитными волнами [6, 7, 78, 109], а име]

светом (наглядная визуализация теней) [66, 80]; инфракрасным излучением [1]; радиоволнами (любой масштаб) [78].

Эквивалентность адекватных волновых характеристик в натурном физическом процессе и в его аналоговой модели установлена, т.е. количественные характеристики модели можно получить из адекватных характеристик натуры за счет масштабного пересчета. Формальные математические требования соблюдаются; но справедлива ли физическая сущность? Чтобы ответить на этот вопрос, автором была исследована аналогия волновых явлений в модели и натуре в целях физического и аналогового моделирования.

Работы [2, 6, 7] посвящены исследованию аналогии волновых процессов, характеризующих распространение звуковых и электромагнитных волн. Хотя звук (упругие волны) и электромагнитные волны имеют разную природу, они подчиняются единым волновым закономерностям. Составлен перечень наиболее распространенных и типичных волновых явлений, имеющих важное значение для создания аналоговых моделей, и предложено осуществить замену натурного звукового излучения ЭМИ в элементах модели, адекватных натурным. Подробно рассмотрены волновые явления из этого перечня (как для звука, так и для ЭМИ); выявлены их особенности, которые могут существенным образом повлиять на процессы распространения волн в модели. Основные авторские научные работы [2, 6, 7] сопровождаются подробным описанием каждого волнового явления; в диссертации приведено их краткое резюме. Следует сделать вывод об определенной аналогии волновых явлений звукового и электромагнитного излучений [93]. Изучая ЭМИ, можно встретить волновые явления, которые по аналогии могут быть характерны и для звукового излучения; но именно для звука они совсем не исследованы или мало исследованы: (например, поляризация звука, дихроизм звука и т.п.)

Для большинства характерных волновых явлений можно считать, что они имеют адекватный характер как в натурном звуковом, так и в модельном ЭМИ. Указанная аналогия является достаточным теоретическим основанием для аналогового моделирования процессов распространения звука процессами распространения ЭМИ.

Третий раздел диссертационной работы посвящен проблеме конструирования конкретных устройств аналогового и квазианалогового моделирования процессов распространения звука за счет замены натурной среды распространения звуковых волн, и натурных источников шума (ИШ) модельными. Звуковое натурное излучение в реальной городской застройке заменяется в уменьшенной модели такой застройки ЭМИ, исходные характеристики которого подбирают пропорционально адекватных характеристик натурного звука с осуществлением расчетных соотношений, описанных в предыдущем разделе диссертационной работы. Система вышеуказанных констант подобия [15] используется также при построении элементов самой модели, и подборе физических характеристик среды распространения модельного излучения.

В отличие от известного устройства визуализации картины зашумленности городской застройки [66, 80], предусматривающего замену звукового излучения в натуре распространением света в модели, и регистрацию зон акустической тени (в виде

адекватных световых теней) фотографическим способом, т.е. фиксац интерференционных и дифракционных картин за счет фотопленки, создано ное устройство, которое реализует регистрацию акустической тени современным электронн ' способом, т.е. за счет сканера, подключенного к компьютеру [96, 110]. Возможно измен частоту излучения, которое моделируется, за счет подбора соответствующих длин в( светового излучения Лг Например, при исследовании распределения низкочастотн составных натурного звукового излучения и инфразвука на модель ИШ в виде источниі света (ИС) одевают красный светофильтр; при исследовании распредели

з

высокочастотных составных натурного звукового излучения и ультразвука на модель V

в виде источника света одевают фиолетовый светофильтр и т.п., подбирая необходим длины из известного основного соотношения подобия Яг = А„ с [31, 99].

•ц

Модель источника в виде

источника света Патент № 10589А

Люминесцентная лампа

Патент № 69935А. Устройство для визуализации зашумлённости городской застройки

Л

Органы управления: Патент № 2078485 Амплитудно-квадрорегулятор

Защитные устройства электробезопасности Патент №24461А Заземляющее устройство в электрических сетях

Рис. 2 - Общий вид устройства, которое предлагается в [96]

Моделировать распространение звука внутри помещений таким способом доволь сложно, но моделировать распространение звука на территории городской застройки соблюдением подобия вполне возможно. Возникает необходимость в увеличен : масштаба моделей [98]. Масштаб модели может быть увеличен за счет использован более длинных волн, т.е. перехода в инфракрасную (ИК) область спектра с использование! контактных термоиндикаторов вместо средств регистрации света. Предложено устройств визуализации и картографирование зон зашумленности городской застройки недискретным способом регистрации распределения моделируемой энергии, [. поверхности модели объекта [1] с заменой натурного звукового излучения, но не светс видимого диапазона, а ИК-излучением, с принципиальным различием в конструкщ

средств регистрации зон теней ИК-излучения.

Дальнейшее развитие идеи - создание принципиально нового способа аналогового моделирования процессов распространения звуковых волн согласно [78], включающего моделирование процесса распространения звуковой энергии на модели исследуемого объекта и измерение её величины в контролируемых местах модели. При этом волновой процесс распространения звуковой энергии моделируют радиоволнами, и измеряют напряженность электромагнитного поля, причем в качестве модели ИШ используют радиопередатчик с передающей антенной, а в качестве средства измерения величины энергии, - радиокомпаратор. Способ позволяет изготовлять модели любого масштаба с четким соблюдением требований подобия [104]. Количественно оценить распределение моделируемой энергии в разных местах контроля на модели можно путем измерения напряженности.

Все устройства моделирования, как и другие предложенные устройства, имеют энергетическое питание от источников электрического тока. Поэтому существует опасность поражения человека (например, экспериментатора), электрическим током. В связи с этим создана конструкция защитного заземления [67, 83] и зануления [79].

Устройства моделирования имеют многочисленные модели ИШ (напр., [33]). Нужен простой метод регулирования амплитудно-частотных характеристик нескольких устройств излучения одновременно, и прибор такого регулирования, который имел бы возможность корректировать громкость нескольких источников излучения в объеме (например, многоканальный регулятор громкости). Решение этой проблемы - амплитудно-пространственный квадрорегулятор [77, 69], он может быть использован также и в качестве джойстика в персональном компьютере, и др.

Разработанные и сконструированные устройства аналогового моделирования позволяют решить проблему картографирования шумового режима.

Результаты таких исследований [18] приведены на рис. 3 на примере одного из экспериментов по моделированию распространения шума на городской территории.

Рис. 3 - а) Конкретная градостроительная ситуация в зоне, которая подлежит исследованию (исходные данные); б) средство регистрации распределения моделируемой энергии, на поверхности модели в конкретной градостроительной ситуации (негатив); в) карта шума, полученная в результате анализа проведенного эксперимента. Точки с одинаковыми значениями уровня звука, выраженными в дБА, на ней соединены линиями.

Рис. 3.6, полученный в ходе эксперимента, представляет нерасшифрованную недискретную картину визуализации зашумлённости городской застройки, полученную за

счет имитации процессов распространения звуковых волн в натуре модельни процессами распространения ЭМИ (Наглядно видны зоны акустической тени от л домов, возникающие при этом интерференционные и дифракционные явления, и с ~ интенсивности звука по мере удаления от ИШ); и её расшифровку.

Зоны звуковой тени на рис. З.е представлены адекватными им зонами световой т: 3.6. При этом интенсивность окраски полученной картины пропорционаг интенсивности моделируемого излучения. Поэтому проекции моделей домов на мод. территории на снимке выходят затемненными. Спад уровней звука осуществляется вгд микрорайона, в меру удаления от автомобильной дороги, которая является его основу источником. Зоны акустической тени за домами имеют четко выраженную треуголы , форму З.е. В результате интерференции звуковых волн, и смоделированного в резуль-экспериментов уклона местности треугольники звуковой тени не равнобедренные, (как э' можно было бы ожидать теоретически), имеют своеобразные отклонения от правила геометрической формы, и т.п. свои специфические особенности, которые возмо визуализировать исключительно именно с помощью аналогового моделирова ::: Вопросам достоверности такого моделирования посвящены работы [7, 24].

В четвертом разделе диссертационной работы предоставлены теоретичен разработки автора в области математического моделирования процессов распростране шума. Показано, что в свободном полупространстве фронт звуковой волны, излучае ИШ в виде прямоугольного параллелепипеда с размерами А х В х С, м (такая фс условного ИШ аппроксимирует форму большинства реальных источников), непресте распространяясь, имеет форму, показанную на рис 4. Находясь на расстоянии Я, м от I причём это расстояние связывается с другими параметрами зависимостью, связываю время распространения звуковой волны Т, с, и скорость распространения волны с, Г (которая равняется произведению длины волны X , м на частоту/ Гц) [2]:

Т= с,

с Я-/

характеризуется площадью волнового фронта, определяемой по формуле: Б=АВ+2АС+2СВ+2жК2+жМ +пЯВ+2жКС, м2.

х В х

б)

А

Рис. 4 - Источник излучения в форме прямоугольного параллелепипеда размера!* С (а) и формы волновых фронтов от него (в полупространстве): от точечного (

линейного (в) и пространственного (г) источников

При распространении фронта его площадь непрестанно увеличивается, звуковая энергия распределяется по такой увеличивающейся поверхности; это приводит к постепенному уменьшению интенсивности в зависимости от расстояния (от контрольной точки на поверхности фронта к источнику). На значительных расстояниях от ИШ возможны два наиболее частых случая: когда их размеры А ~ В ~ С —» 0, что позволяет рассматривать такой ИШ как точечный; и А —> шах, В ~ С —> 0, что позволяет рассматривать такой ИШ как линейный. В таком случае вышеприведенная формула, описывающая площадь фронта ИШ, превращается в формулу площади полусферы или полуцилиндра соответственно, и при переходе к вычислению абсолютных значений интенсивностей звука (а после - относительных логарифмических уровней звука) приводит к известным зависимостям уменьшения уровней на удвоенном расстоянии от ИШ, = 6 дБ от точечного и = 3 дБ от линейного источников соответственно, полученных эмпирическим путем. Основным параметром, который определяет искомый уровень в любой расчетной точке (РТ) на определенном расстоянии Я, м от источника, является площадь волнового фронта, который проходит через эту РТ. Поэтому, вычислив площадь фронта на определенном расстоянии Л, м от ИШ любой сложной конфигурации, имеем возможность вычислить интенсивность звука /, Вт/м2 в этой РТ, и, (переходя от абсолютных единиц к относительным логарифмическим), оценить ожидаемый уровень в этой РТ: (уровень звукового давления Ь, дБ).

Предложен и разработан [1, 16, 43, 85] способ определения интенсивности излучения в контрольной точке, расположенной на необходимом расстоянии Я, м от источника, который включает определение исходного значения интенсивности /0, Вт/м2 в точке, расположенной на изначально заданном расстоянии м от того же источника, согласно которому вычисляют площади волновых фронтов 5, м2 на необходимом расстоянии Л, м от источника и ¿>0, м2 на первоначально заданном расстоянии /?0, м от того же источника, и определяют искомую интенсивность /, Вт/м2 в зависимости от соотношения площадей волновых фронтов:

/= Вт/м2.

Переходят от абсолютных значений интенсивности /, Вт/м2 к относительным логарифмическим уровням, и определяют уровень интенсивности звука Ь, дБ в зависимости от соотношения площадей волновых фронтов:

¿ = 10- Ю1ё(5/50),дБ.

Но такая математическая модель процессов распространения звука была бы не совсем корректной из-за недостаточного учета особенностей распространения звука в виде каустик [22, 46]; многократных отражений звука от ограждающих поверхностей [32]; углов наклона отражающих поверхностей [128].

Таким образом, при правильности концептуального подхода (математическая модель процессов распространения звука, которая на основании положений

геометрической акустики строится за счет описания фронта звуковой волны) такой фр видоизменяется за счет каустик, многоразовых отражений звука от ограждаки поверхностей, и их углов наклона. Первоначальная формула, положенная в основу мода должна быть усовершенствована. Это и нашло отражение в роботах [22, 46].

На основании положений геометрической теории акустики разработана метод акустических расчетов с учетом многоразовых отражений звука. В работах [1, - с. 327-3' [34, 39] выведены расчетные формулы, которые описывают переотражение звук; стесненных условиях городской застройки. В работах [12, 37, 74, 118] вывед< расчетные формулы для вычисления времени реверберации звука в помещениях.

На основании выведенных расчетных соотношений построены математичес модели процессов распространения звука [1]. Предложена [37, 118] новая метод расчета времени реверберации звука в помещениях, основанная на выведенных авто! формулах, таких, как:

Г=-$Гс-=-FT"1-'с- (1)

Здесь: Т - общее время реверберации звука в помещениях, с; / - среднее вр( распространения звука между двумя последовательными отражениями, с; R - сред длина свободного пробега звуковой волны между двумя последовательными отражения м; V - объем помещения, м3; ав03дух - коэффициент уменьшения интенсивности звуко! волны в среде, где она распространяется (например, воздухе); р - средний коэффици отражения; рд„ - коэффициенты отражения каждого из 1-х конструктивных элемент каждый из которых характеризуется своей площадью поверхности Sh отражающей зв ав - средний коэффициент звукопоглощения; аДи - коэффициенты звукопоглоще! каждого из 1-х конструктивных элементов (ограждающих конструкций), отражающих зв каждый из которых характеризуется своей площадью поверхности 5",, которая отражг

поглощает и пропускает через себя звук; S = - общая площадь поверхностей, котор

1

отражают звук, м2; с - скорость распространения звука, м/с; X - длина волны, кото| подвергается реверберации, м;/- частота волны, которая подвергается реверберации, Гц.

Формулы автора отличаются от формул Сэбина и Эйринга, построенных на б статистической теории с её эмпирическими зависимостями. Формула для расчета времс реверберации звука построена на положениях геометрической акустики. Компьютер! моделирование с использованием современных средств позволяет построить люГ необходимое количество: тысячи, миллионы, миллиарды ходов лучей, уче< коэффициенты отражения и поглощения поверхностей в каждом случае; учесть их накл< просчитать ослабление интенсивности на каждом этапе в каждой точке и т.п.

Такие теоретические предпосылки (учет описания формы фронта от каждс отдельного ИШ в разработанной математической модели) послужили основой д создания компьютерной программы для расчетов уровней шума в производственн

помещениях и на внешней территории [1, 37, 118].

Пятый раздел посвящен практической деятельности автора в области картографирования шумового режима, т.е. апробации и экспериментальной проверке теоретических положений акустического моделирования, которые изложены выше.

Исследования построения карт шума делились на два последовательных этапа -полевой и камеральный (рис. 5).

Используемое оборудование Используемое программное обеспечение Результат исследований

ПОЛЕВОЙ ЭТАП ИССЛЕДОВАНИЙ (натурные измерения акустических параметров)

КАМЕРАЛЬНЫЙ ЭТАП ИССЛЕДОВАНИЙ (обработка полученных результатов, построение

Рис. 5 - Принципиальная схема проведения измерений

Эмпирическому исследованию, описанному в [3], подлежал исторический центр г. Харькова, так называемый Нагорный район. Здесь нами проводились натурные измерения шума, моделирование, их сопоставление, и картографирование шумового режима. Картографической подосновой наших исследований послужил план местности в цифровом виде, введенный в лицензионное программное обеспечение Агс018. Исходные данные для мониторинга шумового загрязнения в компьютерном виде были распределены по так называемым "тематическим слоям": созданы слои "Здания"; "Улицы"; "Кварталы" с таблицами атрибутов для них.

После первоначальной камеральной подготовки и планирования эксперимента приступили к натурным измерениям. Количество измеренных значений шума составляет 1200, из которых вечерних - 450, и дневных - 750.

Первые же измерения показали значительный вклад шумового загрязнения от трамвая в общий шумовой фон города. Поэтому было решено распределить полученные

значения на две группы: 1) - шум от трамвая; 2) - автомобильный шум. Физический см такого распределения заключается в том, что спектры шума от рельсового автомобильного транспорта существенно отличаются друг от друга.

Из данных измерений наглядно следует, что трамвай вносил наибольший взнс шумовое загрязнение на некоторых перекрестках. Фактические уровни фонового ш^ колеблются в пределах 43-56 дБА, поэтому следует сделать вывод о том, что даже пол закрытие автотранспортного движения по улице не всегда приводит эффект сниже_ шума к требованиям действующих санитарных норм. Также на рис. 6 наглядно виден с_ интенсивности звуковой энергии в зависимости от расстояния (три ряда измерен] спектров в нижней части рис. 6, расположенные один под другим).

Для анализа данных и решение разнообразных пространственных задач С использован встроенный модуль ArcGIS 9.3. 1 Spatial Analyst, который включает в себя метода интерполяции поверхностей: Кригинг, Сплайн и IDW. Функции поверхнос используют предоставление растровых наборов данных в виде поверхности вы концентраций, или определенной величины (в данном случае - шумового загрязнения).

Анализируя все пересчитанные методы построения объемных поверхностей, мог сделать вывод, что наиболее удобным для нашей цели является метод обратно взвешенг расстояний (IDW), основанный на принципе - чем ближе расположены объекты, тем бс они походят один на один. Метод высчитывает значение по среднему от суммы значе точек измерений, и является наиболее оптимальным, так как влияние значения измерен" переменной убывает с увеличением расстояния от точки измерения шума.

Рис. 7 - Исходные данные: а) измеренные спектры шума; б) тематический с ''Замеры"

Для решения задачи моделирования шумового загрязнения от трамвая 61 построены две поверхности методом ГО'\\' для слоя "Замеры" как с учетом взноса ш^ трамваев, так и без него (рис. 8). В результате с применением методов картографичес: алгебры с помощью функции калькулятора растров была получена модель шумов: влияния трамвая на городскую среду. Зоны акустического дискомфорта выявлены визуализированы на карте шума; они обозначены тёмным цветом.

Рис. 8 - Построение поверхности методом ГО\У и создание модели шумового загрязнения слоя "Трамвай" с применением ГИС - инструментария

Для дальнейшего анализа шумового загрязнения центра города было построено внутриквартальное изображение шумового загрязнения, на котором розовым цветом были отмечены шумовые зоны, где нормы нарушены, а зеленым цветом - зоны акустического комфорта. Следует отметить, что сравнение интерполяционных методов показало практически постоянную зону акустического комфорта на городской территории, которую мы условно назвали "тихий центр". Также на основании плоских двухмерных данных методом в рамках слоя "Кварталы" была построена поверхность внутриквартального шума. Основным показателем при её построении послужило отклонение от нормативного уровня звука. Розовым цветом обозначены зоны, отвечающие нормативным значениям, а зеленым цветом показаны наиболее благоприятные зоны шумового комфорта. Проектирование было многовариантным; рассматривались, рассчитывались и строились возможные варианты построения карты шума.

С'кЗШ;.. ' *' ' л-

Без урахування трамваю

Рис. 9 - Карта шума центральной части Харькова, построенная на основании авторских замеров, проведенных зимой и осенью 2009 г.: а) плоская двухмерная карта шума - основа карты лежит в горизонтальной плоскости; б) то же самое - основа лежит в вертикальной плоскости, - (поперечный разрез рис. 9.а); в) пространственная трехмерная карта шума

(аксонометрия). Включает в себя рис. 9.а и. 9.6 как отдельные двухмерные проекции общей результирующей картины.

Пространственные карты шума могут представлять собой совокупности пространственных фигур, которые изображают нормативные уровни звука для объектов окружении ИШ в нескольких плоскостях (трехмерное пространство), основа которых (т.е плоскость, которая лежит в двух измерениях), параллельна поверхности грунта, а третье измерение представляет собой высоту над поверхностью грунта, т.е. это подобн: картографическому изображению рельефа поверхности. Расстояние между плоскостям: может быть избрано в зависимости от желательной степени точности решаемой задачи.

Для построения карты шума в пространстве требовалось определить координатг всех ИШ и расчетных точек, а также объектов, способных повлиять на характе распространения звуковых волн.

Аналогичные исследования были проведены и в других городах Украины (рис. 10).

В шестом разделе диссертационной работы изложены теоретические основ_ предложенных решений в области конструирования средств звукоизоляции звукопоглощения, т.е. научные основы инженерных решений для ослабления интенсивност звука, разработанные лично автором в рамках диссертационной работы.

Предложен способ, с помощью которого можно изменить время реверберации 1 помещении, [74], необходимость в котором возникает в конструкциях разнообразнь помещений, а также в конструкциях специально создаваемых реверберационных каме; Предложено облицевать ограждающие поверхности таких помещени звукоизолирующими панелями, которые содержат вакуумированные полости [100]

Шщ НННННПЯпН

Ёаищиижишн имнн мм

а)—Ж — ■—--- ~б) о

Рис. 10 -а) карта центральной части г. Донецк с нанесенной на неё схемой расположен

контрольных точек и спектрами шума, измеренными нами „а территории города в каждой контрольно^ точке; карта ш^а ценной части , Донецк - результат н„ исследовании. Красным цветом обозначены зоны с превышением уровней над нормативными зеленым, - зоны акустического комфорта (по уровням звука, дБА)

Мы численно отразили зависимость между давлением (и другими параметрами) разреженного газа и звукоизолирующей способностью. Автором созданы звукоизолирующие элементы разного рода, содержащие в себе вакуумированные полости-например, [75, 72, 89, 88, 102] и др.). В известных устройствах давление в вакуумированной полости предложенных приборов является неизменным. Но что будет если (в относительно небольших границах) изменить давление разреженного газа- В помещениях, облицованных звукоизолирующими панелями, которые содержат вакуумированные полости, можно принудительно, оперативно и довольно широких границах управлять снижением шума, временами реверберации и др. параметрами

Так, для обеспечения времени реверберации, которое требуется в конкретном случае предложено осуществить принудительное изменение давления газа Р находится в указанных вак^мованных полостях, например, с помощью до^льно подключенного к „им вакуумного насоса, или принудительное изменение температурь, газа 1проп)щент, который находится в указанных вакуумованных полостях, например с помощью дополнительно введенного в конструкцию звукоизолирующих панелей

~Г 0ТН0СИТеЛЬН° ТШНИХ адеКВЗТНЫХ ИМ ВеЛИЧИН и (которые

определяются состоянием атмосферного воздуха). Коэффициент пропускания звука таких

панелей будет определяться но выведенным лично автором в рамках [74] соотношениям таким, например, как: '

Р Т

пропущення падшня

Р т

падшня пропущены*

Изменение коэффициента пропускания звука г через ограждающие конструкции

помещения приводит к изменению взаимосвязанного с „им коэффициента

звукопоглощения а; а время реверберации в помещении определяется как функция этого

коэффициента звукопоглощения а по известным формулами Эйринга и Сэбина, либо по нашей формуле (1).

Разработан способ ослабления интенсивности звуковых волн [92], основанный на применении физического явления поляризации звука. Согласно [92] продольную звуковую волну превращают в неполяризованную поперечную, пропуская её через первый слой твердого материала, потом поляризуют, пропуская её через второй слой твердого материала, потом повторно поляризуют, пропуская её через третий слой твердого материала, и т.д. При этом наличие каждого слоя обеспечивает свою специфическую присущую ему функцию. Общее количество слоев можно подсчитать по формуле [921- '

К=1+п>3,

где п - число пар "поляризатор-анализатор" (чисто математически - число, кратное 2)

Описаны физические основы процесса поляризации звука, сформулироваь необходимые условия его осуществления. Выведены: формулы вычисления тангенса уг. падения в,-2 (как отношения скоростей распространения изгибающих звуковых волн слоях 1 и 2); формулы определения угла Брюстера при поляризации; условия, при которь происходит полное внутреннее отражение звуковой волны внутри слоя материш (дополнительно увеличивающее Эффект уменьшения шума). Создан алгоритм расче конструктивных параметров многослойных звукоизолирующих панелей типа «Сандвич>: использованием явления поляризации звука, сформулированы требования для подбо физических параметров материала каждого слоя в таких панелях. Создана компьютер!! программа для вычисления параметров средней собственной звукоизоляции многослойн звукоизолирующей панели типа «сандвича» в нормированном диапазоне частот/„-/„, по выведенной в процессе исследований формуле:

Я '„ =((201ё к-т-/„ -47,5)+(20^ к-т-/в -47,5))/2, дБ, где т характеризует среднюю поверхностную плотность материала панели «сандвич»

кг/м2, а коэффициент к = 1м2/(кг Гц).

Сформулирована зависимость коэффициентов поглощения и отражения звука характеристик среды распространения звуковой волны, которая падает на препятствие пропускается сквозь неё. Ослабление интенсивности звуковой энергии при столкновег звуковой волны с препятствием происходит по счет видоизменения векто] колебательной скорости и сдвига звуковой волны при пересечении границ раздела рази сред, т.е. за счет преобразования продольной звуковой волны в поперечную, например, I переходе границы раздела сред: "воздух - твердое тело" (снижение шума при паде. звуковой волны из воздуха на звукоизолирующий экран); за счет изменения направлю векторов колебательной скорости и сдвига (преобразование поперечной волны одного т. в поперечную же волну другого типа) при переходе границы раздела двух твердых те разными физико-химическими характеристиками (снижение шума внутри многослой] звукоизолирующей панели типа "сандвич") и др.

Исследовано явление самосогласования интерференционного поля при прохожде! звуковой волны из воздуха в тело звукоизолирующей панели: слой звукопоглощакж материала, потом слой твердого материала, который обеспечивает механичеа прочность (и также даёт звукоизоляцию); потом - слой вакуума. Создана тео самосогласования волновых полей; получены расчетные формулы [1, 35].

Возможно подобрать толщину слоя й?2 таким образом, чтобы луч Ръвщ6, при обрат движении внутри слоя 2, попал в узел колебаний слоя с/,. Это будет зависеть, прежде вс от первоначального угла падения 0 на границу "воздух - слой Г, углов преломления ; Х2 на границах распределения сред "воздух - слой 1"; "слой 1- слой 2" (рис. 11).

Рис. 11 - Самосогласование волновых полей в среднем слое трехслойной конструкции за счет наложения различных отраженных лучей друг на друга

Если поверхности слоёв 1 и 3 параллельны, получим повторное попадание повторно отраженного луча в соответствующий узел. Эти участки (т.е. места узлов колебаний) не подвергнутся воздействию колебаний; колебания (в форме изгибных и других форм волн идут по слою 1 в других местах (между узлами). Таким образом, интерференционные явления, т.е. увеличение/уменьшение колебаний слоя 1, не будут иметь место. Волна, которая туда попадает, будет отражаться назад с той же амплитудой и фазой. Это - так называемое самосогласование волновых полей, которое приводит к возникновению стоящих волн, с резонансными явлениями в толще слоя 2, - и, в конечном итоге - к уменьшению плотности звуковой энергии.

Теоретическое обоснование совместного действия звукопоглощения и звукоизоляции дано [8]. Это уже давно эмпирическим путем открыто, однако никто не объяснил - почему же звукоизолирующую панель для достижения наилучшего эффекта желательно облицевать звукопоглощающим материалом? Ведь это - две противоположности? Действительно, подобная панель (в отрыве от помещения, где она установлена) выглядит противоестественно, она противоречит самая себе: звукоизоляция и звукопоглощение вместе, - однако следует учесть, что назначение звукоизоляции -отражать звук; а, будучи однажды отражен, он отразится потом еще множество раз, при каждом таком отражении теряя немного энергии за счет коэффициента поглощения а. Звукоизоляция (второй слой) имеет высокий коэффициент отражения р, но малый коэффициент поглощения. Это - как бы "зеркала"; но нам нужно не просто отражать звук "зеркалами", чтобы он гулял изо всех сил по помещению - а еще и как можно быстрее его поглотить: (чтобы уменьшить количество многоразовых отражений). Поэтому предложено расположить по меньшей мере два слоя; из них поглощающий (с высоким коэффициентом поглощения а, но малым р) - внешний, первый; и отражающий - (наоборот, с малым а и большим р) - второй, внутренний [8].

Дальнейшие исследования охватывают поглощение звука в пористых звукопоглощающих материалах. Исследовано влияние микроструктуры пористых

материалов на их звукопоглощающие свойства. Выполнен анализ эффективное поглощения упругих волн в зависимости от размеров пор, что даёт возможное" усовершенствовать конструкцию звукопоглощающих прокладок, изготовленных 5 пористого материала. Ключевое положение научной гипотезы, выдвинутой авторо: вакуум - это свойство сосуда, в котором помещенный газ; оно определяется соотношение ■ между длиной свободного пробега молекул и расстоянием между стенками того сосуда, совсем не давлением. С учетом этого соотношения, отдельную пору в пористом материал.; заполненную воздухом (при атмосферном давлении в нормальных условиях) следу рассматривать как микроскопическую вакуумованную полость.

Это существенным образом изменяет взгляды на сущность звукопоглощени... поскольку предыдущие исследователи, зная, что поры в пористом материале заполнег воздухом (при атмосферном давлении), но не принимая их за вакуумные сосуды, - б всякого успеха старались учесть эффект прохождения звука сквозь эти поры. Мы ; считаем их вакуумированными сосудами, не проводящими звук; а звукопоглощающ.., свойства пористых материалов объясняем за счет поглощения звука в твердой толг, самого материала. Учет микроструктуры пористых материалов при объяснении звукопоглощающих свойства описан в работах [17, 23].

Предложена утилизация звуковой энергии как альтернативный спос звукопоглощения. Осуществляют поглощение даровой звуковой энергии (шум превращают её в электрическую; затем её применяют для питания потребителей слаб1 токов [76, 90,91].

Также шестой раздел представляет примеры технической реализации теоретическ ^ предпосылок диссертационной работы в области создания разнообразных устройс имеющих в качестве составных частей элементы звукоизоляции, разработанные авторе Теоретические основы исследований позволяют разработать качественную

высокоэффективную звукоизоляцию стенок таких конструкций на основе подбе материалов для слоев, из которых они изготовлены, обеспечить нанесен: дополнительного звукопоглощающего покрытия на лицевую поверхность, вакуумирован: внутреннего пространства и т.п. Предложено применить авторские разработки 1 увеличению звукоизолирующей способности в ряде устройств, которые относятся многим областям техники и хозяйства: например, [20] [72]; [75], и др.

Рис. 12. Головной телефон [68]: а - внешний вид; б - разрез: 1, 2 - внешний внутренний корпуса; 3 - упругая герметизирующая прокладка; 4 - излучать

6

акустического сигнала; 5 - амбушюр; 6 - звукопоглощающий материал- 7 -вакуумированное пространство (с соблюдением условия l> d).

качестве™ К°НСТРУКЦИЯ Нау™ t68í' могут быть применены в

качестве средства индивидуальной защиты слуха человека от отрицательного действия

производственного и другого шума. Создана «Звукоизолирующая панель с возможной звукоизолирующей способностью» [71]. симально

шумом8 НяЛЬМ0М ра3деле внимание Уделено экономическим аспектам борьбы с шумом. Научные статьи автора [40, 44, 54] и книг. [10] полностью посвящены этой тематик, В монографии [3] последняя её глава № 7 «Технико-экономическое обоснован" самости моделирования шумового загрязнения городской территории» также ён

детально рассматривает указанные вопросы.

ВЫВОДЫ ПО ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЕ

В диссертации приведено теоретическое обобщение и новое решение научной

щееся в формировании разнообразньк ^—борьбы ст;::

процессов РаСПР0СТРаНеНИЯ На ба3е моделирования разнообразных акустических

пункто?7Гс.Г ТаК°е М0ДеЛИР°ВаНИе' —° ™^ить карты шума населенных пунктов, и за счет рационального применения средств борьбы с шумом обеспечить

акустически« комфорт населения. Этим определяется актуальность и важностьГной

проблемы, имеющей крупное народно-хозяйственное и социальное значение

Общая научная проблема структурно разделена нами на несколько связанных задач исследовании, а именно:

1) обеспечение возможности физического, аналогового, квазианалогового и математического моделирования процессов распространения звука для картографирования

PaZ::e™на территории предприятий'населенных пунктов'в - »

2) оптимизация конструктивных решений и повышение эффективности

и—(на основе —х и с— ~

3) создание разного рода вспомогательных устройств, в т.ч. ориентированных

акустических излучателей с заданной узкой характеристикой направленности (могут !

применены как модели ИШ при физическом моделировании), защитных ус™йсХВ электробезопасности и др. ^щи1ных устройств

В ходе проведенных исследований поставленная цель полностью достигнута

де^ГиГГл СП ' °ПРСДеЛЯЮШИС С0ДерЖа™е' "i™ " последовательной

сп о о Г Пи7'ЦеСТВЛе"ИЯ » устройства для реализации этих

способов в виде конструкции устройств моделирования; обеспечены возможность

физического, аналогового и математического моделирования акустических процессов н

основе теоретических разработок автора, повышение эффективности шумозащитных

средств, создание новых высокоэффективных устройств звукоизоляции, сГзГние

ориентированных акустических излучателей с заданной узкой характеристик направленности; и решение ряда дополнительных задач, таких, например, » конструирование защитного заземления и зануления, амплитудно-пространственн

квадрорегуляторов и др.

Научные результаты работы (согласно основным направлениям исследован!

заключаются в следующем.

Осуществлено дальнейшее развитие направления физического, аналогового

квазианалогового моделирования процессов распространения звука.

Сформулированы дополнительные требования подобия при моделировш акустических явлений [6, 7, 15, 55], что привело к созданию нового способа достиже) подобия при физическом моделировании акустических процессов [82]. Выявлены обла применения тех или других видов моделирования, применяемых в акустике, при реше, тех или других типичных задач [98]. Предложено обеспечить подобие эквивалент, промежутков времени в модели и натуре при физическом моделировании [45, 55].

Предложено использовать имитацию натурных процессов распростране звуковых волн модельными процессами распространения электромагнитных волн [2, 7, 109] Изобретен способ такого моделирования, который применяет установлен, аналогию между распространением звука и электромагнитных волн (в т.ч. диапа: радиочастот) [78 104]. Установлена идентичность математических описании проце. распространения электромагнитных и упругих (звуковых) волн, физически математически обоснована аналогия между процессами распространения звуковы электромагнитных волн: оптического диапазона частот [1, 6, 31, 32, 66, 80]; диапа радиочастот [6, 78,93,109] в заданных граничных условиях.

Создана система расчетных соотношений волновых характеристик звуковы электромагнитных волн [15, 111], что позволяет при изготовлении модели связать ме собой адекватные параметры модели и натуры; эта система удовлетворяет всем извест критериям и индикаторам подобия [55]. Разработана новая система критериев подоб индикаторов подобия относительно такой аналогии и осуществлена проверка с помощью вышеупомянутой системы расчетных соотношений [15]. Построены и испьг устройства, которые реализуют предлагаемые способы моделирования, в узконаправленные источники излучения звука [70, 73, 81]), которые могут ■ использованы как модели ИШ при физическом моделировании акустических процесс также устройства аналогового моделирования [66, 78, 80, 96, 101, [104, Экспериментальные исследования подтвердили высокую сходимость результатов те моделирования с результатами численного решения и натурных измерений [4, 18, 24].

3 Осуществлено дальнейшее развитие направления математиче. моделирования процессов распространения звука. Создана типологическая сис описывающая разнообразие форм волновых фронтов, их каустики и метаморфозы [16 Выведены расчетные соотношения, связывающие интенсивность звука (ур< интенсивности) на первоначально определенном расстоянии от источника и иС1

значение интенсивности (или её уровня) на любом другом расстоянии в зависимости от соотношения площадей волновых фронтов [1, 9, 16, 22, 43, 46, 85], с их экспериментальной проверкой [51]. Выведены расчетные соотношения, которые на основании теоретических положений геометрической теории акустики позволяют учесть эффект многоразовых отражений звука в помещениях [1, 37, 118].

4. Проведены исследования по усовершенствованию борьбы с шумом на пути его распространения акустическими средствами, т.е. за счёт звукоизоляции. Выдвинут тезис о принципиальной невозможности снижения шума в источнике возникновения к нулю дБ (и невозможности полного отказа от борьбы с шумом на пути его распространения), [8].

Изобретен и создан способ оперативного регулирования времени реверберации звука в помещениях [12, 74], позволяющий принудительно изменять параметры звукоизолирующей способности звукоизолирующих облицовок, при этом осуществлено математическое объяснение процессов ослабления интенсивности звуковых волн в вакуумированной среде в динамике принудительного изменения их параметров, и выведена конкретная математическая формула, дающая возможность рассчитать нужные технические условия, характеризующие вакуумированную полость, применяемую для борьбы с шумом, - в частности, давление газа в ней и др. [12, 74] для вышеуказанного способа оперативного регулирования времени реверберации звука в помещениях.

Изобретен способ ослабления интенсивности звуковых волн [13, 92, 94], основанный на использовании явления поляризации звука в упругой среде шумозащитного средства, базирующийся на предложенном физическом и математическом обосновании процессов ослабления интенсивности звука в панелях с многими слоями материала; конкретизированы наиболее оптимальные технические условия, характеризующие различные слои материала в таких панелях; предложен алгоритм расчета их эффективности и подбора параметров при построении такого рода звукоизолирующих конструкций. Изучена зависимость между микроструктурой пористых материалов и их звукоизолирующей способностью [17, 23]: каждая отдельно взятая пора в пористом звукопоглощающем материале рассматривается как микроскопический вакуумированный сосуд. Исследовано явление самосогласования интерференционного поля при прохождении звуковой волны из воздуха в тело звукоизолирующей панели: слой звукопоглощающего материала, за ним слой твердого материала; за ним - слой вакуума. Создана теория самосогласования волновых полей; получены расчетные формулы [1, 35]. На основании вышеуказанного создана звукоизолирующая панель с максимально возможной звукоизолирующей способностью [71].

5. Физически обоснована принципиальная возможность обеспечения утилизации звуковой энергии, т.е. возможность преобразования её в электрическую энергию для снабжения промышленных потребителей её, что представляет собой новый вид источников энергии [76; 90; 91; 97], и попутно обеспечивает уменьшение шума.

6. В результате исследований диссертационной работы изобретенные новые конструкции узконаправленных источников звука [81, 68, 70, 73], которые могут быть

применены при моделировании; физически обосновано явление самофокусировки при работе [36]. Созданы и запатентованы другие конструкции акустических излучателе которые используют те же принципы: ориентированная акустическая система и головт телефон.

Практические результаты работы заключаются в следующем.

1. Изобретены, спроектированы, разработаны, испытаны и апробированы:

- способ достижения подобия при физическом моделировании акустическ процессов [82];

- устройства аналогового моделирования процессов распространения звука, котор: применяют установленную аналогию между распространением звука и света оптическом диапазоне частот), а именно [18, 66, 80,96,101];

- устройства аналогового моделирования процессов распространения зву реализующие установленную аналогию между распространением звука и ЭМИ [78, 1< 110];

- вспомогательные элементы и узлы для этих устройств моделирования, такие к; новые органы управления параметрами модели [69, 77], защитные устройства [67, 79, 83

2. Разработана и применена методика повышения эффективности спосоС снижения шума при конструировании шумозащитных средств. Усовершенствова традиционные конструкции звукоизолирующих панелей и элементов [88, 89, 102]. Созд способ оперативного регулирования времени реверберации звука в помещениях использованием указанных устройств высокоэффективной звукоизоляции [12, 74].

Разработана и применена предложенная автором методика повыше! эффективности снижения шума при конструировании шумозащитных средств, создш; устройств высокоэффективной звукоизоляции. Авторские разработки нашли примени в: конструкции стенок оболочки устройств устройства направленного приема звуко! энергии [75]; шумоизолирующего коффердама [72, 127], звукоотражающей панели [2 звукоизолирующей панели с максимально возможной звукоизолирующей способной [35,71,88, 100].

3. Созданы устройства, которые обеспечивают утилизацию звуковой энергии вме с борьбой с шумом, а именно [8, 76, 90, 91, 97, 103].

4. Разработаны устройства узконаправленного излучения звука [68, 70, 73; 86].

Каждое из разработанных автором вышеуказанных устройств представляет со(

ПОЛНОСТЬЮ Завершенную И рабоТОСПОСОбнуЮ КОНСТРУКЦИЮ И МОЖеТ уПОТреблЯТЬСЯ К СВ1

цели.

Проведены тысячи натурных измерений шума (результаты которых {т.е. д; прямые измерения без авторской математической обработки} можно применять , создания карт шума населенных пунктов (а может, другие авторы предоставят им друг трактовку). Они приведены в работах [9, 47, 48, 50, 51, 52, 53, 56, 124, 125, 126 свидетельствуют о большом наборе экспериментальных данных, использованных ) подготовке диссертации.

Созданы карты шума многих районов разных городов Украины [3, 4, 52, 60, 136] Особенно тщательно исследован шум в г. Харьков, территория которого почти полностью картографирована с точки зрения акустических условий (рис. 13).

а) ' щ т • > да.<< б)

Рис. 13 - Карты шума г. Харьков (построено по показателю: уровень звука дБА):

а) центральная часть города, пр. Ленина и близлежащие территории;

б) Салтовский жилой массив: (ул. Блюхера, ул. Героев Труда, ул. Академика Павлова).

Осуществлены подобные исследования и в других городах Украины. В частности рис. 14 предоставлены два фрагмента карты шума центральной части г. Киев.

а) «т Аб)

Рис. 14 - Карты шума г. Киев (построено по показателю: уровень звука LM дБА):

а) центральная часть г. Киев, ул. Крещатик и близлежащие территории;

б) центральная часть г. Киев, район Киево-Печерской лавры.

Построение карт шума, их детальное изучение, и разработка (на базе предыдущего

тома анализа полученных в результате моделирования сведений) надлежащих

мероприятий по оптимизации акустического климата урбанизованных территорий

позволяет решить множество экологических проблем, связанных с шумовым загрязнением

окружающей среды, и обеспечить акустический комфорт Человека в местах его проживания.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Абракітов В.Е. Багаторазові відбиття звуку в акустичних розрахунках: монографія. / В.Е. Абракітов; Харьк. нац. акад. міськ. госп-ва. - X.: ХНАМГ, 2007. - 416 с. - ISBN 978-966-

8482-63-2.

2. Абракітов В.Е. На шляху до наукових відкриттів: монографія. /В.Е. Абракітов. -Парус, 2007. - 424 с. - ISBN 966-695-085-5.

3. Абракітов В.Е. Картографування шумового режиму центральної частини міста Харкс Монографія. / В.Е. Абракітов; Харьк. нац. акад. міськ. госп-ва. - X.: ХНАМГ, 2010. - 26( -ISBN 978-966-695-178-9.

4. Абракітов В.Е. Моделювання в акустиці: монографія / В.Е. Абракітов; Харьк. нац. an міськ. госп-ва. - X.: ХНАМГ, 2011. - 227 с. - ISBN 978-966-695-226-7.

5. Абракитов В.Э. Концепция Управляемого Вдохновения. /В.Э. Абракитов. -Копировальный Центр ФОП Ивановой М.А., 2008. - 400 с.

6. Абракитов В.Э. Аналоговое и квазианалоговое моделирование процес распространения звука в пространстве для прогнозирования шумового режима защищаемом объекте. /В.Э. Абракитов. - X.: АО ХГПИ, 1997. - 40 с.

7. Абракітов В.Э. Аналогове та квазіаналогове моделювання процесів розповсюдже звуку в просторі для прогнозування шумового режиму на об'єкті, що захищається. Др видання, перероблене та доповнене. /В.Е. Абракітов. - X.: Парус, 2007. - 108 с.

8. Абракітов В.Е. Утилізація звукової енергії - новий напрямок в науці і техніці. /1 Абракітов. - X., Парус, 2007. - 80 с.

9. Абракитов В.Э. Натурные исследования шума г. Харькова. /В.Э. Абракитов. - X.: Па

2008. - 68 с.

10. Абракитов В.Э. Экономические аспекты борьбы с шумом. /В.Э. Абракитов. - X.: Па

2009. - 60 с.

11. Абракітов В. Е. Акустична корозія матеріалів. /В.Е. Абракітов. - X.: Парус, 2010. - 7

12. Абракітов В.Е. Оперативне регулювання часу реверберації звуку в приміщеннях / Абракітов // Ресурсоекономні матеріали, конструкції, будівлі та споруди: Збірник науке праць. Вип.. № 7. Рівне: Видавництво Рівненського державного технічного універсиі 2001.-С. 279-285.

13. Абракитов В.Э. Новый способ борьбы с распространением структурного шуг* строительных конструкциях /В.Э. Абракитов // Науковий вісник будівництва. Вип. К X.: ХДТУБА ХОТВ АБУ, 2002. - С. 204-206.

14. Абракитов В.Э. Поляризация звука - один из наиболее перспективных путей боры распространением структурного шума в строительных конструкциях /В.Э. Абракит Ресурсоекономні матеріали, конструкції, будівлі та споруди: Збірник наукових праць. № 8. Рівне: Видавництво РДТУ, 2002. - С. 189 - 196.

15. Абракитов В.Э. Система констант подобия при моделировании физических явлі материального мира /В.Э. Абракитов // Коммунальное хозяйство городов: Научно-п сборник. Вып. № 35. К.: Техніка, 2002. - С.38-43.

16. Абракитов В.Э. Типичные формы волновых фронтов разнообразных видов излучі /В.Э. Абракитов // Коммунальное хозяйство городов. Научно-техн. сборник. Вып. № 3! Техніка, 2002.-С. 215-219.

17. Абракитов В.Э. Влияние микроструктуры пористых материалов на их звукопоглощающие свойства. / В.Э. Абракитов, К.В. Данова // Коммунальное хозяйство городов: Научно-техн. сборник. Вып. № 42. К.: Техніка, 2002. - С. 190-194.

18. Абракитов В.Э. Аналоговое моделирование процессов распространения звука на территории города / В.Э. Абракитов, C.B. Нестеренко // Автоматизированные системы управления и приборы автоматики: Всеукраинский межведомственный научно-технический сборник. Вып. № 121. х.: Харківський національний університет радіоелектроніки, 2002. - С. 87 - 94.

19. Абракітов В.Е. Алгоритм розрахунку конструктивних параметрів багатошарових звукоізолюючих панелей типу «сандвіч» з використанням явища поляризації звуку / В.Е. Абракітов // Науковий вісник будівництва. Вип. № 19. X.: ХДТУБА ХОТВ АБУ 2002 - С 113-117. ' ' '

20. Абракитов В.Э. Звукоотражающая панель / В.Э. Абракитов, В.А. Русова // Науковий вісник будівництва. Вип. №. 28. X.: ХДТУБА ХОТВ АБУ, 2004. - С. 277-281.

21. Абракітов В.Е. Програма для обчислення конструктивних параметрів багатошарових звукоізолюючих панелей типу «сандвіч» з використанням явища поляризації звуку / В.Е. Абракітов // Науковий вісник будівництва. Вип. №. 29. X.: ХДТУБА ХОТВ АБУ 2004 - С 226-230. ' ' '

22. Абракітов В.Е. Каустики хвильових фронтів, і їхні метаморфози / В.Е. Абракітов // Строительство, материаловедение, машиностроение / Сб. научн. трудов Вып 28 - Дн-ск ПГАСиА, 2004.-С. 237-241. ' '

23. Абракитов В.Э. Многослойная звукопоглощающая панель / В.Э. Абракитов, В.А. Русова // Коммунальное хозяйство городов: Научно-техн. сб. Вып. № 58 К ■ Техніка 2004 -С. 239-243.

24. Абракітов В.Е. Точність, вірогідність та оцінка погрішності при моделюванні акустичних процесів / В.Е. Абракітов // Коммунальное хозяйство городов: Научно-техн. сборник. Вып. №. 60. К.: Техніка, 2004. - С. 251 - 256.

25. Абракітов В.Е. Роль моделювання акустичних процесів при оптимізації шумового режиму сучасного міста. / В.Е. Абракітов // Науковий вісник будівництва. Вип 30 X • ХДТУБА ХОТВ АБУ, 2005. - Т. 2. - С. 11-190 - 195.

26. Абракітов В.Е. Актуальність проблеми боротьби із шумом, і створення засобів акустичного моделювання, як один із способів рішення даної проблеми / В.Е. Абракітов // Коммунальное хозяйство городов: Научно-техн. сборник. Вып. №. 63 К • Техніка 2005 -С. 316-320.

27. Абракітов В.Е. Конструювання шумозахисних вікон для захисту квартир та інших приміщень від акустичного дискомфорту / В.Е. Абракітов // Науковий вісник будівництва Вип. 31.Х.: ХДТУБА ХОТВ АБУ, 2005. - с. 210-214.

28. Абракитов В.Э. Глобальная научная теория, объясняющая процессы снижения шума при переходе звуковой волной границы раздела сред. / В.Э. Абракитов, И.Т. Карпалюк // Коммунальное хозяйство городов: Научно-техн. сб. Вып. №. 64. К.: Техніка, 2005. - С. 63-

29. Абракітов В.Е. Орієнтована акустична система із заданою характеристике спрямованості / В.Е. Абракітов // Науковий вісник будівництва. Вин. 37. X.: ХДТУІ ХОТВ АБУ, 2006. - с. 231-237.

30. Абракитов В.Э. Акустическое загрязнение окружающей среды как фактор разрушен инженерных систем и строительных конструкций / В.Э. Абракитов // Науковий вісн будівництва. Вин. № 38. X.: ХТУБА ХОТВ АБУ, 2006. - С. 151-154.

31. Сафонов В.В. Моделювання акустичних процесів методом аналогії / В.В. Сафонов, В Абракітов, Ю.В. Богданов // Строительство, материаловедение, машиностроение. ( научн. трудов. Вып. 38. Дн-ск: ПГАСА, 2006. - С. 124 - 133.

32. Сафонов В.В. Уменьшение шума на реконструируемых территориях / В.В. Сафон Ю.В. Богданов, В.Э. Абракитов, Л.М. Диденко, В.В. Мелашич //Строительст материаловедение, машиностроение. Сб. научн. трудов. Вып. 38. Дн-ск: ПГАСА, 2006. -260-267.

33. Абракітов В.Е. Моделювання шуму від транспортних потоків та промислових об'єк великої довжини при оптимізації шумового режиму сучасного міста / В.Е. Абракітої Науковий вісник будівництва. Вип. № 39. X.: ХТУБА ХОТВ АБУ, 2006. - С. 287 - 291.

34. Селіванов С.Є. Багаторазові відбиття звуку на вузьких вулицях міста та захі житлових будівель від транспортного шуму / С.Є. Селіванов, В.Е. Абракітов // Наукої вісник будівництва. 36. наук, праць. Вип. № 40. X.: ХТУБА ХОТВ АБУ, 2007. - С. 208-2

35. Абракітов В.Е. Хитрощі звукоізолюючої панелі із максимально можлш звукоізолюючою здатністю... / В.Е. Абракітов // Строительство, материаловеден машиностроение. Сб. научн. трудов. Вып. 40. - Дн-ск: ПГАСА, 2007. - С. 126-132.

36. Абракітов В.Е. Математичний опис процесів випромінювання високосфокусоваї звукових хвиль вузькоспрямованим джерелом звуку. / В.Е. Абракітов // Восточ европейский журнал передовых технологий. № 1/4(25) 2007. X., 2007. - С. 47-54.

37. Абракітов В.Е. Методика розрахунку часу реверберації звуку в приміщеннях / І Абракітов // Науковий вісник будівництва. Вип. 41. X.: ХДТУБА ХОТВ АБУ, 2007. • 305-311.

38 Абракітов В.Е. Акустична корозія будівельних конструкцій / В.Е. Абракітов // Збір наукових праць Луганського національного аграрного університету. Серія: Технічні на} - Луганськ: Видавництво ЛНАУ, 2007 - 71(94). - С. - 130-139.

39. Селіванов С.Є. Захист житлових будівель від транспортного шуму / С.Є. Селіваї В.Е. Абракітов // Коммунальное хозяйство городов: Научно-техн. сб. Вып. №. 76. Техніка, 2007.-С. 391-399.

40. Селіванов С.Є. Програма для розрахунку соціально-економічного ефе шумозахисних заходів. / С.Є. Селіванов, В.Е. Абракітов // Науковий вісник будівний Вип. 42. X.: ХДТУБА ХОТВ АБУ, 2007. - С. - 209-217.

41. Проблемы снижения шума на объектах и территориях, прилегающих реконструируемым зданиям и сооружениям. / В.В. Сафонов, Ю.В. Богданов, 1

Абракитов, и др. // Будівництво, матеріалознавство, машинобудування: Наук.-техн. збірник. Вип. 42. - К. - Дн-ск: Основа, 2007. - С. 262-274.

42. Абракітов В.Е.. Негативний вплив шуму на конструкції будівель, що несуть та огороджують, в світлі механіки руйнування / В.Е. Абракітов, Д.В. Абракітов // Будівництво, матеріалознавство, машинобудування: Наук.-техн. збірник. Вип. 42. - К. -Дн-ск: Основа, 2007. - С. 296-301.

43. Селіванов С.Є. Визначення інтенсивності випромінювання на відстані від джерела залежно від форми хвильового фронту. / С.Є. Селіванов, В.Е. Абракітов, О.Ю. Нікітченко, Я.І. Чупріна // Коммунальное хозяйство городов: Научно-техн. сб. Вып. №. 79. К.: Техніка, 2007.-С. 356-363.

44. Абракітов В.Е. Методика визначення вартості результатів наукових досліджень, винаходів, і інших об'єктів інтелектуальної вартості при впровадженні їх в виробництво. / В.Е. Абракітов // Науковий вісник будівництва. Вип. 46. X.: ХДТУБА ХОТВ АБУ 2008 -с. 278-283.

45. Селиванов С.Е. Взаимосвязь сходственных промежутков времени в модели и в натуре как дополнительный критерий подобия при физическом моделировании акустических процессов. / С.Е. Селиванов, В.Э. Абракитов, О.Ю. Никитченко, Я.И. Чуприна // Науковий вісник будівництва. Вип. 45. X.: ХДТУБА ХОТВ АБУ, 2008. - С. - 159-161.

46. Абракітов В.Е. Причини утворення каустик і мікроструктура фронту звукової хвилі. / В.Е. Абракітов, О.Ю. Нікітченко, С.Є. Селіванов // Коммунальное хозяйство городов. Вип. 81. К. Техніка, 2008. - С. 366-373.

47. Абракитов В.Э. Шум систем кондиционирования в зданиях как одна из наиболее актуальных проблем современной урбанизации / В.Э. Абракитов, Е.А. Помыткина // Коммунальное хозяйство городов. Вип. 84. К. Техніка, 2008. - С. 410-414.

48. Абракитов В.Э. Спектры шума в жилой застройке г. Харькова (по данным собственных натурных измерений, осуществлённых авторами) / В.Э. Абракитов, О.Ю. Никитченко // Науковий вісник будівництва. Вип. 49. X.: ХДТУБА ХОТВ АБУ, 2008. - С. - 330-337.

49. Абракитов В.Э. Использование системного подхода и системного анализа для решения проблемы борьбы с шумом (в рамках обеспечения экологической безопасности окружающей среды) / В.Э. Абракитов, С.Е. Селиванов, Г.М. Жолткевич // Вісник Харківського національного університету імені В.Н. Каразіна. №849. Сер. Екологія. - X.: Видавництво ХНУ ім. В.Н. Каразіна, 2009. - с. 85 - 89.

50. Абракитов В.Э. О вкладе фонового шума в общую картину шумового загрязнения окружающей среды (на базе данных непосредственных натурных измерений, проведенных лично автором). // Науковий вісник будівництва. Вип. № 53. X.: ХДТУБА ХОТВ АБУ, 2009. - С. 263-266.

51. Абракитов В.Э. Экспериментальная проверка научной гипотезы о спаде интенсивности шумового излучения на расстоянии пропорционально отношению площадей волновых фронтов. / В.Э. Абракитов // Науковий вісник будівництва. Вип. 54. - Х.:ХДТУБА ХОТВ АБУ, 2009. - С. 326-332.

52. Абракитов В.Э. Методологическая основа составления карты шума г. Харькова. / I Абракитов // Науковий вісник будівництва. Вип. № 55. X.: ХДТУБА ХОТВ АБУ, 2009. ■ 279 - 284.

53. Абракитов В.Э. Натурные измерения уличного шума (с учетом фонового вкл метеорологических явлений в суммарный звуковой спектр) / В.Э. Абракитов Коммунальное хозяйство городов. Вип. № 88. К. - Техніка, 2009. - С. 364-370.

54. Абракитов В.Э. Экономические аспекты борьбы с шумом / В.Э. Абракитов Коммунальное хозяйство городов. Вип. № 89. К. - Техніка, 2009. - С.460-464.

55. Селиванов С.Е. Подобие при физическом моделировании акустических процессо целях борьбы с шумом / С.Е. Селиванов, В.Э. Абракитов, О.Ю. Никитченко, И.А. Фар // Науковий вісник будівництва Вип. 56. X.: ХДТУБА, ХОТВ АБУ, 2010. - С. 218-222.

56. Абракітов В.Е. Експериментальні дослідження шуму ліфтово-сходових ву: багатоповерхових житлових будівель / В.Е. Абракітов, О.Ю. Нікітченко, І.О. Фарін Науковий вісник будівництва. Вип. 57. X.: ХДТУБА, ХОТВ АБУ, 2010. - С. 293-297.

57. Абракітов В.Е. Майбутнє - за тривимірними просторовими картами шуму. / І Абракітов // Коммунальное хозяйство городов: Науч.-техн. сб. Вып. 91. - К.-Х.: Осні 2010.-С. 161-168.

58. Абракітов В.Е. Врахування мікроструктури пористих матеріалів при їх застосуван якості звукопоглиначів. / В.Е. Абракітов, О.Ю. Нікітченко, І.О. Фаріна // Коммуналь хозяйство городов. НТЗ. Вып. 93. К.: Техніка, 2010. - С. 456-463.

59. Садовой А.В. Візуалізація звуку з застосуванням ефекту поляризації / А.В. Садої В.В. Сафонов, Е.С. Стрежекуров, В.Е. Абракитов // Сборник научных тру Днепродзержинского государственного технического университета (технические наукі вып. 1(14).-Днепродзержинск, 2010. С. - 236-239.

60. Абракитов В.Е. Натурные исследования шумового режима на территории г. Кие В.Е. Абракитов, О.Ю. Никитченко // Науковий вісник будівництва. Вип. 62. X.: ХДП ХОТВ АБУ, 2011. - С. 267-273.

61. Абракитов В.Э. Возможно ли снизить уровень шума в метрополитене г. Харько В.Э. Абракитов, К.Н. Пикульская // Науковий вісник будівництва. Вип. 63. X.: ХДТ5 ХОТВ АБУ, 2011. - С. 556-560.

62. Абракітов В.Е. Шумовий режим центральної частини м. Київа в районі Byj Хрещатик. / В.Е. Абракітов. // Безпека життєдіяльності людини як умова сталого розві сучасного суспільства. Матеріали IV Міжнародної науково-практичної конфереї Науково-техн. збірник. - К.: Основа, 2011. - С. 231-237.

63. Абракитов В.Э. Экспериментальные исследования шумового режима в Салтовс жилом массиве г. Харькова/ В.Э. Абракитов // Комунальне господарство міст. НТЗ. Виї 99. X.: ХНАМГ, 2011. - С. 71 - 75.

64. Абракітов В.Е. Картографування шумового режиму центральної частини м. Доні /Абракітов В.Е., Нікітченко О.Ю. //Строительство, материаловедение, машинострое Научн.-техн. сб. Вып. 62. - Дн.-ск, ПГАСА, 2011. - С. 10-14.

65. Абракітов В.Е. Вдосконалення конструкції засобів індивідуального захисту слухових аналізаторів людини / В.Е. Абракітов, О.Ю. Нікітченко. // Вісник Харківського національного технічного університету сільського господарства ім. П. Василенка. - вин.. 124. - т. - 2. - X.: ХНТУСГ, 2012. С. - 392-396.

66. Пат. 2058601 Российская Федерация, МПК6 G10K 1/00. Устройство для визуализации картины зашумленности городской застройки / Сафонов В.В., Захаров Ю.И., Абракитов В.Э. - Опубл. 20.04.96. Бюл. №11.

67. Пат. 2081490 Российская Федерация, МПК6 Н02В 1/16, Н01 4/66. Заземляющее устройство в электрических сетях с изолированной нейтралью / Абракитов В.Э., Карпалюк И.Т. - Опубл. 10.06.96. Бюл. № 16,- С. 126.

68. Пат. 2078483 Российская Федерация, МПК6 H04R 1/10. Головной телефон Абракитова/ Абракитова JI.A., Абракитов В.Э. - Опубл. 27.04.97, Бюл. № 12.

69. Пат. 2078485 Российская Федерация, МПК6 H04R 3/12. Амплитудно-пространственный квадрорегулятор Абракитова / Абракитов В.Э. - Опубл. 27.04.97. Бюл. № 12.

70. Пат. 2081517 Российская Федерация, МПК6 H04R 1/20. Ориентированная акустическая система Абракитова / Абракитова Л.А., Абракитов В.Э. - Опубл. 10.06.97. Бюл. № 16.

71. Пат. 2083775 Российская Федерация, МПК6 Е04В 1/82. Звукоизолирующая панель с максимально возможной звукоизолирующей способностью / Абракитов В.Э. - Опубл 10.07.97. Бюл. № 19.

72. Пат. 2084968 Российская Федерация, МПК6 G 10 К 11/00. Шумоизолирующий коффердам судна / Абракитов В.Э., Абракитова Л.А. - Опубл. 20.07.97.Бюл. № 20.

73. Пат. 2102793 Российская Федерация, МПК6 G 10 К 1/00. Линейный источник шума / Сафонов В.В., Абракитов В.Э. - Опубл. 20.01.98, Бюл. № 2.

74. Пат. 9518А Україна, MnK6G10K 15/08. Спосіб оперативного регулювання часу реверберації звуку в приміщеннях (варіанти) /Абракітова Л.О., Абракітов В.Е.- Опубл. 30.09.96. Бюл. №3.

75. Пат. № 10549А Україна, МПК6 G10K 11/00, H04R 29/00. Пристрій вибірного прийому звукових хвиль Абракітова В.Е. / Абракітов В.Е. - Опубл. 25.12.96. Бюл. № 4.

76. Пат. № 10836А Україна, МКВ5 Е04В 1/86. Спосіб перетворення звукової енергії та звукоперетворююча панель / Абракітов В.Е., Абракітова Л.О., Коржик Б.М., Серіков Я.О. -Опубл. 25.12.96. Бюл. № 4.

77. Пат. № 12378А Україна, МПК6 H04R 3/12. Амплітудно-просторовий квадрорегулятор Абракітова / Абракітов В.Е., Абракітова Л.А. - Опубл. 28.02.97. Бюл. № 1.

78. Пат. № 15212А Україна, МПК6 G09B 23/14. Спосіб аналогового моделювання процесів розповсюдження звукових хвиль /Абракітов В.Е., Коржик Б.М., Серіков Я.О., Карпалюк І.Т. -Опубл. 30.06.97, Бюл. №3

79. Пат. 15299А Україна, МКВ5 Н02Н 3/22. Пристрій занулення електроустановок в мережах із заземленою нейтраллю / Абракітов В.Е., Карпалюк І.Т. - Опубл. 30 06 97 Бюл №3.

80. Пат. 20369 Україна, МПК6 G01H 9/00. Пристрій для візуалізації картини зашумованості

міської забудови / Сафонов В.В., Захаров Ю.І., Абракітов В.Е. - Опубл. 15.07.97.

81. Пат. 19442А Україна, МПК6 G10R 1/00. Лінійне джерело шуму. /Сафонов В Абракітов В.Е., Захаров Ю.І. - Опубл. 25.12.97, Бюл. № 6.

82. Пат. 22943А Україна, МПК6 G 09 В 23/14. Спосіб досягнення подібності при фізичні моделюванні акустичних процесів / Сафонов В.В., Абракітов В.Е, Захаров Ю.І. - От 05.05.98.

83. Пат. 24461А Україна, МКВ5 Н 02 Н 3/22. Заземляючий пристрій в електричних мере: з ізольованою нейтраллю / Абракітов В.Е., Карпалюк І.Т. - Опубл. 30.10.98. Бюл. № 5.

84. Пат. 6993 5А Україна, МПК7 G01H17/00. Пристрій для візуалізації зашумовані міської забудови. / Сафонов В.В., Абракітов В.Е., Богданов Ю.В., Бауліна Г.Ю. - За: 16.12.2003; опубл. 15.09.2004. Бюл. № 9.

85. Пат. 42388 Україна. МПК G01H 5/00, G10K 15/00, G02F 1/00, H01J 47/00. Спі визначення інтенсивності випромінювання на відстані від джерела. / Абракітов В. Заявл. 12.11.2007. - № а2007 12494. - Опубл. 10.07.2009. Бюл. № 13,2009.

86. Пат. 51484 Україна, МПК9 H04R 1/20. Орієнтована акустична система із зміні характеристикою спрямованості. / Абракітов В.Е., Чупріна Я.І. - Заявл. 19.11.2007 и2007 12758. Опубл. 26.07.2010, Бюл. № 14.

87. Пат. 51229 Україна, МПК04В 1/82. Спосіб ослаблення інтенсивності звукових хви Абракітов В.Е. - Опубл. 12.07.2010, Бюл. № 13.

88. Пат. 56371 Україна, МПК Е 04 В 1/82. Звукоізолюючий елемент / Абракітов В. Опубл. 10.01.2011, Бюл. № 1.

89. Пат. 59305 Україна, МПК Е 04 В 1/82. Звукоізолююча панель / Абракітов В.Е., Сєр Я.О. - Опубл. 10.05.2011, Бюл. № 9.

90. Решение о выдаче патента по заявке № 94028633/33 Российская Федерация, М Е04В 1/86. Звукоутилизирующая панель / Абракитов В.Э., Абракитова Л.А., Коржик Б Сериков Я.А. - Опубл. 20.05.96. Бюл. № 14. - С. 108.

91. Решение о выдаче патента по заявке № 94028915/03(028717) Российская Федера МПК6 Е 04 В 1/86. Звукопоглощающая панель "Утилизатор звуковой энергии" / Абракі В.Э., Сериков Я.А. - Опубл. 29.07.96. Бюл. № 14,- С. 108.

92. Решение о выдаче патента по заявке № 94032106/03 (031463) Российская Федера МПК6 Е 04 В 1/82. Способ ослабления интенсивности звуковых волн / Абракитов I Карпалюк И.Т. - Опубл. 27.05.96. Бюл. № 15. - С. 110.

93. Абракитов В.Э. Аналогия волновых явлений звукового и оптического излучений / Абракитов, Б.М. Коржик // Коммунальное хозяйство городов: Респ. межвед. сборник. I № 4. К.: Техніка, 1995.-С.36-37.

94. Коржик Б.М. Поляризация звуковых волн в строительных конструкциях и материа Б.М. Коржик, В.Э. Абракитов, И.Т. Карпалюк // Повышение эффективности и надежн систем городского хозяйства: Сб. научных трудов. К.: ІСДО, 1994,- С. 132 - 135.

95. Абракітов В. Безпека праці і її вплив на фінансово-економічну діяльї промисловості України / В. Абракітов, І. Карпалюк // Україна: аспекти праці. Наук

економічний та суспільно-політичний журнал. К.: Праця, 1996,- № 4.. с. 48 - 49.

96. Абракитов В.Э., Сафонов В.В. Визуализация картины зашумлённости городской застройки способами аналогового моделирования // Збірник наукових праць інституту безперервної фахової освіти. Дн-ск: Наука і освіта, 2002. - С. 3-8.

97. Абракітов В.Е. Шум перетворюється в... електроенергію / В.Е. Абракітов, И.Т. Карпалюк // Міське господарство України. К., 1996, № 4 (136).- С. 35.

98. Абракитов В.Э. Проблемы моделирования в акустике и путь их решения./ В.Э. Абракитов // Оралдыц гылым жаршысы. Научно-теоретич. и практич. журнал. № 5(6) 2007. Казакстан: Уралнаучкнига. - С. 8-14.

99. Сафонов В.В. Проблеми зниження шуму на об'єктах і територіях, прилеглих до будівель, що реконструюються, і споруд. / В.В. Сафонов, Ю.В.Богданов, В.Е.Абракитов, Е.Є.Стрежекуров. // Безпека життєдіяльності,- 2007,- № 1.- С. 18-20.

100. Абракитов В.Э. Звукоизолирующая панель с максимально возможной звукоизолирующей способностью / В.Э. Абракитов. // Инженерно-строительный журнал СПб.: Изд-во СПбГПУ. -№2,2010 . - С. 56-58.

101. Абракитов В.Э. Устройство для визуализации зон зашумленности на территории городской застройки / В.Э. Абракитов. // Информационный листок ИЛ №79-95 Х-ХОРПНТЕІ, 1995.

102. Абракитов В.Э. Звукоизолирующий элемент / В.Э. Абракитов. // Информационный листок ИЛ №75-95. X.: ХОРПНТЕІ, 1995.

103. Абракитов В.Э. Утилизатор звуковой энергии / В.Э. Абракитов., И.Т. Карпалюк // Информационный листок ИЛ №53-95. X.: ХОРПНТЕІ, 1995.

104. Абракитов В.Э. О возможности аналогового моделирования процессов распространения звуковых волн радиоволнами / В.Э. Абракитов. // Тезисы докладов XXVIII научно-технической конференции преподавателей, аспирантов и сотрудников ХГАГХ.Х., 1996.-С.84.

105. Абракитов В.Э. Новые средства борьбы с шумом / В.Э. Абракитов. // Новое в экологии и безопасности жизнедеятельности. Международный экологический конгресс С.-Петербург 16-18.06.1999 г. - т.З. - С. 186.

106. Абракитов В.Э. Система эргономической оценки реконструируемых территорий городов по критерию их акустического комфорта / В.Э. Абракитов. // Новое в экологии и безопасности жизнедеятельности. Международный экологический конгресс. С -Петербург 14-16.06.2000 г. - Т. 2. - С. 252.

107. Абракитов В.Э. Эргономическая оценка реконструируемых территорий городов по критерию их акустического комфорта / В.Э. Абракитов. // Тезисы докладов XXX научно-технической конференции преподавателей, аспирантов и сотрудников ХГАГХ X 2000 -С.75. ' "

108. Абракітов В.Е. Вдосконалення методів і засобів боротьби з шумом, випромінювання звуку та моделювання процесів його розповсюдження / В.Е. Абракітов // Тези доповідей науково-методичної конференції "Безпека життєдіяльності". X., 2001. С. - 62-63.

109. Абракитов В.Э. Совершенствование методов прогнозирования шумового pea урбанизированной среды с целью обеспечения акустического комфорта жит современного города / В.Э. Абракитов. // Матеріали секції № 7 на Першій обла конференції молодих науковців „Тобі, Харківщино, - пошук молодих", в межах фо{ „Освіта, наука, виробництво - шляхи інтеграції", 19-20 березня 2002 p. - С. 4.

110. Абракітов В.Е. Пристрій візуалізації зон зашумованості міської забудови / Абракітов, СЛ. Дмитрієв// Тези доповідей науково-методичної конференції "Без життєдіяльності". X., 2002. - с. 58-60.

111. Абракитов В.Э. Взаимосвязь сходственных параметров модели и натуры аналоговом моделировании процессов распространения шума / В.Э. Абракитов. // доповідей науково-методичної конференції "Безпека життєдіяльності" X., 2004. - С. 82

112. Абракітов В.Е. Удосконалювання методів прогнозування шумового режиму з мі забезпечення акустичного комфорту жителів сучасного міста / В.Е. Абракітов // Тез.; XXXII научно-технич. конф. препод., аспирантов и сотрудников ХНАГХ. X., 2004. - С,

113. Абракітов В.Е. Моніторинг шумового забруднення сучасних міст. / В.Е. Абракії Матеріали Всеукраїнської науково-практичній конференції «Сучасний соціокульту простір», К., 2004. - ч. 1. - 1 с.

114. Абракитов В.Э. Глобальная научная теория снижения шума при пересечении звук волной границы раздела сред. / В.Э. Абракитов. // Тези доповідей науково-методі конференції "Безпека життєдіяльності". X., 2005. -С. 123 - 124.

115. Сафонов B.B. Шум реконструкции зданий и сооружений, проблемы его снижен] прилегающих территориях / В.В. Сафонов, Ю.В. Богданов, В.Э. Абракитов, В.В. Мела Л.М. Диденко, Э.Е. Стрежекуров // Материалы научно-технического семі «Актуальные проблемы акустической экологии и защиты от шума». Севастополь, 2С С. 121-130.

116. Абракитов В.Э. На какой частоте измеряется барометрическое давление? / Абракитов. // Материалы II международной научно-практической конфере «Стратегические вопросы мировой науки - 2007». Том 11. Экология. Дн-ск: Haj образование, 2007. - С. 60-65.

117. Абракітов В.Е. Маловідома причина негативного біологічного впливу шум серцево-судинну систему людину. / В.Е. Абракітов // Матеріали VI міжнародної нау методичної конференції 15-16 березня 2007. Київ, 2007. - С. 125-126.

118. Абракітов В.Е. Тринадцятирічний досвід розрахунку часу реверберації в приміщ« за методикою Абракітова / В.Е. Абракітов// Збірник матеріалів IV міжрегіона науково-практичної конференції "Психологічні та технічні аспекти безпеки праці, жи-здоров'я людини". 15 травня 2007 року. Полтава, 2007. - С. 5 - 7.

119. Абракітов В.Е. Концепція керованого натхнення / В.Е. Абракітов // Матер Международной научно-практической конференции "Эффективные инстру\ современных наук - 2007". - Том 7. История. Философия. Музыка и жизнь. Дн-ск: На образование, 2007. - С. 32-37.

120. Абракитов В.Э. Акустическое моделирование и его виды - какой из них предпочесть? / В.Э. Абракитов, Я.И. Чуприна // Матеріали 7-ї регіональної науково-методичної конференції "Безпека життєдіяльності". X., 2007. - С. 99-100.

121. Абракитов В.Э. Шум систем кондиционирования в зданиях как одна из наиболее актуальных проблем современной урбанизации / В.Э. Абракитов, Е.А. Помыткина // Материалы Международной научно-технич. конференции "Внедрение инновационных технологий и перспективы развития систем теплогазоснабжения и вентиляции" 19-21 ноября 2008, X.: ХНАМГ, 2008. - С. 83-84.

122. Абракитов В.Э. Моделирование и полномерный эксперимент: Инь и Ян, или две стороны отображения реальной действительности / В.Э. Абракитов. // Тези доповідей 8-ї міжвузівської науково-методичної конференції "Безпека людини в сучасних умовах". 4-5 грудня 2008 р. Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут" X., 2008.-С,-44.

123. Абракитов В.Э. Образность восприятия - основа наглядности современных математических моделей. / В.Э. Абракитов. // Збірник матеріалів Всеукраїнській науково-практичній конференції "Оптимізація наукових досліджень - 2009". Миколаїв: НУК 2009 - С. 202-205.

124. Абракитов В.Э. Шум в салоне трамвая "Tatra Т-3". / В.Э. Абракитов. // Materiäly V mezinärodni vedecko - praktickä konference "Aplikovane vedecke novinky - 2009". Dil 7. Ekologie. Zemepis a geologie. Zemedelstvi. Zverolekarstvi: Praha. Publishing House "Education and Science" s.r.o.- 3-5 stran.

125. Абракитов В.Э. Экспериментальные исследования шумового режима в г. Одессе. / В.Э. Абракитов. // Materialy V Mi?dzynarodowej naukowi-praktycznej konferencji «Nauka: teoria і praktyka - 2009». V. 5. Przemysl. Nauka і studia, 2009. - str. 77-79.

126. Абракитов В.Э. Исследования шумового режима в с. Первомайское Змиевского района Харьковской области. / В.Э. Абракитов. // Материали за V международна научна практична конференция "Новини от научния напредък-2009". 17-25.08.2009. София: "Бял ГРАД-БГ" ООД, 2009. - С. 60-65.

127. Абракітов В.Е. Застосування шумоізолюючих кофердамів в кораблебудуванні. / В.Э. Абракитов. // Збірник матеріалів всеукраїнської науково-практичної конференції "Передовий науково-практичний досвід - 2009". 17.09.2009. Миколаїв: НУК ім. адмірала Макарова. - С. 158-159.

128. Абракитов В.Э. Об отрицательном эффекте акустических экранов / В.Э. Абракитов, И.А. Фарина // Тези доповідей Міжнародної науково-методичної конференції "Безпека людини в сучасних умовах" 3-4.12.2009 p. X., НТУ "ХПІ", 2009. - с. 97.

129. Абракітов В.Е. Дослідження звукопоглинаючих властивостей пінополіуретану / В.Е. Абракітов, І.О. Фаріна // Применение пластмасс в строительстве и городском хозяйстве: Материалы IX междунар. научно-технич. интернет-конф. X.: ХНАМГ, 2010. - С. 35-36.

130. Устименко О.В. Исследование профессиональных заболеваний от шумового воздействия на производстве./ О.В. Устименко, В.Э. Абракитов // Тезисы докладов XXXV

научно-технич. конф. преподавателей, аспирантов и сотрудников Харьковской академии городского хозяйства. X.: ХНАГХ, 2010. - С. 200- 202.

131. Абракитов В.Э. Исследование шумов лифтового узла в зданиях различных типо базе непосредственных натурных измерений, проведенных авторами). / В.Э. Абрак И.А. Фарина // Тезисы докладов XXXV научно-технической конференции преподават аспирантов и сотрудников Харьковской нац. академии городского хозяйства. X.: ХН, 2010.-С.202-203.

132. Абракитов В.Э. Натурные измерения шумового режима в г. Черкассы. / Абракитов. // Тезисы докладов XXXV научно-технич. конференции преподават аспирантов и сотрудников Харьковской национальной академии городского хозяйств; ХНАГХ, 2010. - С. 209- 210.

133. Абракітов В.Е. Натурні виміри шумів на вулицях та підприємства: Дніпродзержинська / В.Е. Абракітов // Материали за VI международна научна праю конференция "Последните научни постижения-2010" 17-25.03.2010. София: Бял ГРА ООД, 2010. - Т. 16. - С.43-46.

134. Абракітов В.Е. Експериментальні дослідження шумового режиму в м. Маріуго В.Е. Абракітов // Materialy VI Mi^dzynarodowej naukowi-praktycznej konferencji "Nau przestrzec "Europy-2010" . Przemysl: Nauka I studia, 2010. - p. 30-32.

135. Abrakitov V.E. Noise in a tram KTM-19KT. / Vladimir E. Abrakitov; Oleg V. Ustimen! Materialy VI Mezinärodni vedecko-praktickä conference "Dny vedy-2010" 27.03.10-05.( Praha: Publishing House "Education and Science" S.r.o., 2010. - p.45-47.

136. Абракитов В.Э. Карта шума Салтовского жилого массива г. Харькова, 2011 г. / Абракитов. // Матеріали міжнародної науково-практич. конф. "Безпека життєдіяльне навколишньому і виробничому середовищах". X.: ХНАМГ, 2011. - С. 114-115.

137. Панасенко С.Н. Використання елементів математичних моделей в напівнат) дослідженнях шумового режиму. / Панасенко С.Н., Абракітов В.Е. II Material mezinärodni vedecko-praktickä konference "Aktuälni vymozenosti vedy - 2010. I 27.06.2010-05.07.2010". Praha: Publishing House "Education and Science" s.r.o., 2010. - I 87.

138. Абракітов В.Е. Моделювання процесів розповсюдження шуму у міській забуд застосуванням комп'ютерних технологій / В.Е. Абракітов // Інформаційні техно наука, техніка, технологія, освіта, здоров'я: Тези доповідей XIX міжнародної нау практичної конференції, 4.IV. (MicroCAD-2011, 01-03.06.2011 р.)- X.: НТУ «ХПІ»,- С.

АНОТАЦІЯ

Абракитов В.Э. Удосконалення акустичного комфорту за ра> моделювання розповсюдження, поглинання та ізоляції звукових хвиль. - Рук Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора техн. наук за спеціальї 27.00.02. -СПб, 2012 р.

Дисертаційна робота присвячена дослідженню акустичних процесів з погляду: 1) Забезпечення можливості моделювання процесів поширення звуку, запропон

імітувати натурні процеси поширення звуку поширенням електромагнітних хвиль на моделі, для чого встановлено ідентичність їхніх математичних описів; створена система розрахункових співвідношень зв'язку адекватних параметрів моделі і натури; побудовано і випробувано пристрої задля реалізації пропонованих способів моделювання; збіжність результатів такого моделювання з результатами чисельного рішення та натурних вимірів стверджена експериментально.

2) Оптимізації конструктивних рішень і підвищення ефективності шумозахисних засобів, зокрема, пристроїв звукоізоляції: створена "звукоізолююча панель з максимально можливою звукоізолюючою здатністю"; запропоновано оригінальні способи ослаблення інтенсивності звукових хвиль, а також оперативної зміни часу реверберації звуку в приміщеннях.

Ключові слова: акустика, звук, винахід, модель, шум, утилізація.

АННОТАЦИЯ

Абракитов В.Э. Совершенствование акустического комфорта за счёт моделирования распространения, поглощения и изоляции звуковых волн. -Рукопись. Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 27.00.02. - Спб, 2012.

Диссертационная работа посвящена исследованию акустических процессов с точки зрения:

1) Обеспечения возможности физического, аналогового и математического моделирования процессов распространения звука. Предложено использовать имитацию натурных процессов распространения звуковых волн модельными процессами распространения электромагнитных волн, установлена идентичность математических описаний, создана система расчетных соотношений, для связи сходственных параметров модели и натуры; построены и испытаны устройства, позволяющие реализовать предлагаемый способ моделирования. Экспериментальные исследования подтвердили сходимость результатов моделирования с результатами численного решения и натурных измерений.

2) Оптимизация конструктивных решений и повышения эффективности шумозащитных средств, в т.ч., устройств звукопоглощения и звукоизоляции. Создана "Звукоизолирующая панель с максимально возможной звукоизолирующей способностью; предложен способ ослабления интенсивности звуковых волн, а также способ оперативного изменения времени реверберации звука в помещениях.

Ключевые слова: акустика, звук, изобретение, модель, шум, утилизация.

ABSTRACT

V.E. Abrakitov. The Improvement of the acoustic со m fort for count of modeling of the spreading, absorptions and insulation the sound waves. The manuscript. The dissertation prepared to obtain a scientific degree of technical science doctorate on a specialty 27.00.02. - SPb, 2012.

This dissertation work includes next technical problem solution:

1) The sound propagation processes modeling designing. The analogy and quasyam models should preferably be used for solving of the applied acoustic tasks for sound propag forecast in the process of researching designing of noise screening. The simulation of the scale sound propagation used the light propagation model in the frequency spectrum from \ to heat radiation. The author establishes the identity of mathematical description for acoustic optical processes.

2) The high effective sound-proofing designing. It is created "the sound-proofing ] with the maximal efficient potential" and many other. Offers provide an original way o weakening to intensities of the sound waves. It also provides an original way of the opei change of time to reverberations of the sound in premises.

Keywords: acoustics, sound, invention, model, noise, salvaging

Подписано к печати 17.02.2012 Формат 60 х 84 1/16 Печать на ризографе Усл. печ. листов. 0,7

Тираж 100 экз. Зак. №.61

Издатель и изготовитель:

ЦНИТ «Астерион», Санкт-Петербург, 191015