随着中国城市化进程不断加快,轨道交通运输方式成为当前城市交通网络的重要子系统。轨道交通主要服务于城市,一般贯穿于城市建成密集区,在带给城市居民出行方便的同时,也给沿线居民区造成了一定的噪声污染,对城市居民的健康造成严重影响。目前解决交通噪声的主要措施是在线路两侧设置降噪声屏障。事实上,噪声是一种容易被忽视的可再生能源,随着能量收集研究技术越来越受到关注,利用噪声能量同时实现降噪和发电将是一个有意义的课题。因此,本文开展轨道交通降噪发电声屏障方案设计及其仿真研究,所提出的声屏障系统利用城市轨道交通持续不断产生的噪声能量,同时实现降低噪声和声能回收的目的,优化传统声屏障的功能,具有较高的理论研究意义和重大的环保效益,更好地推动我国轨道交通建设的可持续发展。本文的主要研究工作如下:首先,降噪发电声屏障系统的总体方案和模块化设计。本文根据检索文献调研的国内外研究现状,提出了一种可行的降噪发电声屏障结构方案,阐述了方案的结构布局以及工作原理。方案采用模块化设计的思路完成降噪发电声屏障的设计,包括噪声采集输入模块、共振声压放大模块、压电转换发电模块和能量存储利用模块。其次,降噪发电声屏障系统建模与性能仿真。本文利用SolidWorks软件建立降噪发电声屏障的模型,对声屏障的工作特性进行理论分析。在Comsol Multiphysics 5.3有限元分析软件中建立降噪发电声屏障的仿真模型,对系统在不同输入声波激励下和不同结构建模条件下进行声电场特性仿真。仿真结果表明随着入射声压的升高,降噪发电声屏障的输出电压逐渐增大,在亥姆赫兹共鸣器共振频率下达到电压峰值。对于轨道交通噪声频率区域带,系统性能表现更优。最后,降噪发电声屏障样机制作及其试验研究。为了验证本文所设计的降噪发电声屏障的原理可行性和掌握其工作性能,本文研制了降噪发电声屏障的样机。结合西南交通大学热能动力与汽车工程研究所的试验条件,分析降噪发电声屏障在不同输入声波激励下和不同结构建模条件下的声电转换特性,最终试验结论与仿真结论一致。因此,通过样机制作和试验,初步实现了该降噪发电声屏障的预期功能。