敦煌莫高窟环境声学特性数值模拟分析

杜建国，尹绪超，郭士旭，郭青林

(1.总参工程兵科研三所，河南 洛阳 471023；2.洛阳双瑞橡塑科技有限公司，河南 洛阳，471023；3.敦煌研究院，甘肃 敦煌，736200)



敦煌莫高窟环境声学特性数值模拟分析

杜建国1，尹绪超2，郭士旭1，郭青林3

(1.总参工程兵科研三所，河南 洛阳 471023；2.洛阳双瑞橡塑科技有限公司，河南 洛阳，471023；3.敦煌研究院，甘肃 敦煌，736200)

摘要：噪声环境将对敦煌莫高窟中已经发生病害的壁画产生一定的损伤风险。结合莫高窟环境特点，分析莫高窟环境声学传播规律。针对不同形制、不同面积的洞窟，建立大量的有限元数值仿真模型，对洞窟内环境声学特性进行模拟分析。出于保护文物的目的，结合莫高窟环境声学传播规律及洞窟内环境声学特性，提出如何由洞窟外监测到的不同频率、不同声压级的噪声，来保守估算出在不同形制、不同面积的洞窟内壁画表面的最大噪声级的方法，从而为进一步合理评估噪声环境对壁画所产生的损伤风险等级奠定基础，为莫高窟文物保护监测预警技术提供科学依据。

关键词：声学；数值模拟；有限元；莫高窟壁画；文物保护

被称为东方佛教艺术宝库的敦煌莫高窟，是我国第一批(1987年)列入世界遗产名录的世界文化遗产。现保存有大量的珍贵文物，其中洞窟735个，壁画面积达45 000 m2，展现了各个历史时期绚丽多彩的艺术形式、宗教崇拜和社会形貌，具有十分重要的历史文化价值。由于受到自然和社会因素的长期影响，部分莫高窟壁画出现了多种病害，最常见的有空鼓、起甲、酥碱、烟熏、表面污染、地仗脱落、裂隙、划痕等，而其中空鼓、起甲、酥碱是壁画病害中最为严重的三种[1]。……