道路聲屏障降噪理論研究從發(fā)展歷程和基本特點來看可以分為三種，即幾何與波動聲學理論、試驗與半經(jīng)驗理論以及邊界元理論。

1.波動與幾何聲學理論

  聲屏障波動與幾何聲學理論可以歸結(jié)為研究聲波的衍射問題。其最初來源于光學，通過求解具有一定邊界條件的波動方程，得到衍射聲場中各受聲點的聲壓。但幾何和波動聲學理論對于聲屏障表面為有限阻抗或部分有限阻抗的情況未給出明確的理論解，與實際應用中聲屏障表面是有限阻抗或變化阻抗的情況有一定差距。另外按照聲屏障的實際尺寸，該理論更適用于中高頻噪聲，但根據(jù)我國道路交通狀況，實際交通噪聲的等效頻率較低。在大型車出例較高或車速較慢的城市道路上，等效頻率甚至更低，因而該理論與實際道路交通噪聲有一定差距。目前一些聲學模擬軟件是建立在幾何與波動聲學理論上的，如聲學軟件Raymone。

2.試驗和半經(jīng)驗法

試驗和半經(jīng)驗法是目前我國計算聲屏障降噪效果采用的主要方法。試驗和半經(jīng)驗法是結(jié)合幾何聲學理論和實驗結(jié)果所得到的經(jīng)驗性公式，它僅僅預測聲場中的聲強度分布。它以單一的無量綱菲涅爾數(shù)N為參量來計算重直剛性聲屏障的插入損失，是美國和英國目前交通噪聲預測的基礎(chǔ)。我國在進行聲屏障插入損失的預測時也多采用此法。

菲涅爾數(shù)N定義為

                                δ         fδ

                     N= 2^_____ =2^_____

                                 λ         c

式中  δ一聲程差，6=A+B-D，見圖21；

         λ一點源發(fā)聲的波長；

         f 一入射聲波的頻率；

         c 一聲速。

       試驗和半經(jīng)驗理論山于采用單一無量綱菲涅爾數(shù)，使計算非常簡單，為我國目前進行聲屏障設計時的主要計算方法。但該方法只能對剛性垂直薄屏障進行插入損失計算，對于聲屏障表面為吸聲型或部分吸聲型以及復雜結(jié)構(gòu)聲屏障尚不能求解。另外試驗和半經(jīng)驗理論計算聲屏障插入損失時并沒有考慮聲屏障透射聲能的影響，因此聲屏障隔聲量必須足夠大，大于目標插入損失10d日以上、才不至于影響聲屏障的插入損失計算精度。

3.邊界元法

     邊界元方法是將描述彈性力學偏微分方程的邊界值問題化為邊界積分方程并吸收有限元法的離散化技術(shù)而發(fā)展起來的。目前廣泛應用的邊界元理論來源于Helmholz積分方程。

     邊界元法是一種數(shù)值方法，為中低額聲的無界聲場的求解提供了可能。從理論上利用邊界元方法進行數(shù)字模擬分析不受實地條件的影響，主要依賴于計算機的計算，故能快速得出計算結(jié)果，利用邊界元法來模擬分析不同形狀和聲學特性的聲屏障的降噪效果可以有效而快速地為今后高效產(chǎn)屏障的設計提供方向和參考依據(jù)。應用邊界元理論求解聲屏障的插入損失，可以很方便地考慮產(chǎn)屏障的不同幾何形狀、聲源的指向性及地面和聲屏障的表面吸聲條件。

由了邊界元法的優(yōu)點，得到研究者的廣泛重視。一般求解聲屏障插入損失理論是假定在二維情況下進行的，近年來結(jié)合計算機技術(shù)的應用、邊界元理論的研究已經(jīng)發(fā)展了一些模型，可以考慮氣象條件的影響，如風、溫度階梯、氣流和大氣折射等。但對于高頻，邊界元數(shù)目很大，計算量也很大。因面邊界元理論更適合于中低額聲屏障插入損失的計算。日前邊界元法還處在理論探討階段，在聲屏障領(lǐng)域的實際應用還是比較少的，該種方法同樣也避免不了聲副定義的問題，這是目前聲屏障降噪效果計算的關(guān)鍵。