第二章声学基本知识课件.ppt

* * * * * 自由声场（Free Sound Field） 消声室 自由声场（Free Sound Field） 消声室 2.5.2点声源在自由空间中的辐射 如果声源尺寸与它辐射的声波波长相比很小，则可看成点声源或球面声源，它向周围介质辐射球面声波。 声强级 声压级约等于声强级 则： 从r1处传播到r2处时声强或声压衰减量为： 声源的指向性：声源发出的声波，在各个方向上的声压分布并不一定相同，这种随方向分布的不均匀性，称为声源的指向性。 指向性因数：在离声源中心不同距离处，测量球面上各点的声强，求得所有方向上的平均声强，将某一方向上得声强与其相比就是该方向的指向性因数： 考虑到声源的指向性，需要对声压级的计算公式进行修正，自由声场中在某一方向θ上的声压级公式可表示为： DI是指指向性因 数， 声源的指向性与声源的尺寸有关。 声源的指向性与频率相关。 例：测得离点声源较远的10米的声压级为60dB,求该声源声功率W。 解：点声源发出的声波为球面波，球面积 由声压级、声强级和声功率级的关系 2.5.2.点声源在自由空间中的辐射 点声源在半自由自由声场辐射的一般为半球面波，波阵面面积可表示为： 对无指向性声源： 对指向性指数为D1的声源： 2.5.4半自由空间的线声源 r0≤L/π，线声源视为无限长线声源： r0L/π，线声源视为点声源。 对于半自由声场 L A r0 几种典型声源的辐射特性 声源类型 辐射特性 声压空间分布 辐射效率 点声源 无指向性 均匀 高 线声源 有一定的指向性 声偶极子 有很强的方向性 不均匀 低 平面声源 复杂的指向性分布 2.6 声波在传播中的衰减 1.扩散引起的衰减（Ad） 2.空气吸收引起的附加衰减 （Aatm） 3.地面吸收的附加衰减（Ar） 4.声屏障衰减（Ab） 5.气象条件的影响（Am ） 1.空气吸收引起的附加衰减 空气吸收：声波在空气中传播时，因空气的粘滞性和热传导，在压缩和膨胀过程中，使一部分声能转化为热能而损耗，称为空气吸收。这种吸收称为经典吸收。 弛豫吸收：所谓弛豫吸收是指空气分子转动或振动时存在固有频率，当声波的频率接近这些频率时要发生能量交换。能量交换的过程都有滞后现象，这种现象称为弛豫吸收。 2.6 声波在传播过程中的衰减 1.空气吸收引起的附加衰减 对于噪声控制工程，可以采用下面的半经验公式来估算空气吸收衰减。在20℃时： 声波的频率，Hz 相对湿度 传播距离，m 2.6 声波在传播过程中的衰减 1.空气吸收引起的附加衰减 对于不同温度，可采用下式来估算： 与20℃相差的摄氏温度 β=4×10-6 2.地面吸收的附加衰减 当地面是非刚性表面时： 地面吸收将会对声传播产生附加衰减，但短距 离（30-50m）其衰减可以忽略，而在70m以上 应予以考虑。 2.地面吸收的附加衰减 声波在厚的草地上面或穿过灌木丛传播时，在 频率为1000Hz时的附加衰减较大，可高达 25/100m dB。 附加衰减量的近似计算公式为： 声波的频率，Hz 传播距离，m 2.地面吸收的附加衰减 声波穿过树木或者森林时，不同树林的衰减 相差很大，在1000赫兹时： 浓密的常绿树树冠 23 dB／100m 地面上稀疏的树干 3 dB／100m 各种树林平均的附加衰减大致为： 3.声屏障衰减 当声源与接收点之间存在密实材料形成的障碍物时 会产生显著的附加衰减，这样的障碍物称为声屏障。 2.声屏障衰减 声波遇到屏障时会产生反射、透射和衍射三种传播 现象。 屏障的作用： 阻挡直达声的传播， 隔绝透射声， 并使衍射声有足够的衰减。 3.声屏障衰减 声屏障的附加衰减与声源及接收点相对屏 障的位置、声屏障的高度及结构以及声波 的频率密切相关。 4.气象条件的影响 雨、雪、露等对声波的散射会引起声能的衰减。但这种因素引起的衰减量很小，大约每1000m衰减不到0.5dB，因此可以忽略不计。 风和温度梯度对声波传播的影响很大。 为什么声音在晚上要比晴朗的白天传播的远一点？ 为什么逆风传播的声音难以听清？ 作业1： P28 9、10、11 作业2： P29：23、24 * * * * * **级的运算 a.级的叠加（公式法） 当n个声源互不干涉时： 当n=2时， a.级的叠加（公式法） 由于： 代入上式： a.级的叠加： 当n个声源时， 表示为声压级： a.级的叠加（查表、图法）： 令： 则： 代入下式中： 可得： a.级的叠加（查表、图法）： 令： a.级的叠加： △Lp a.级的叠加： 求出总声压