声学基础个人概括.doc

01.声波是介质中密度变化的波即疏密波02.在常温(20C)和标准大气压下，空气中的声速是344米秒同时，声速随温度的变化而变化在0C时，c3315米秒在C时，c3315十0607(米秒) 即每增加1C，声速增加0607米秒03.在声学中，两个相邻的密部或两个相邻的疏部之间的距离叫波长，用表示，单位是米。04.从物理学观点来看，噪声是指声强和频率的变化都无规律、杂乱无章的声音。05.按起源不同，噪声主要可分为：051.空气动力性噪声：由于气体振动而产生的。当气体中有了涡流，或发生了压力突变等情况，就会引起气体的扰动，由于气体的非稳定过程，或者说由于气体的扰动而产生的噪声。052.机械性噪声：由于固体振动而产生的。在撞击、摩擦、交变的机械应力作用下，机械的金属板、轴承、齿轮。发生振动，就产生机械性噪声。053.电磁性噪声：由于磁场脉动、磁致伸缩引起电气部件振动而发出的声音。如发电机、变压器产生的噪声。06.按频谱的性质，噪声又可分为：061.有调噪声：就是含有非常明显的基频和伴随着基频的谐波，这种噪声大部分是由旋转机械（如风机）产生的。062.无调噪声：是没有明显的基频和谐波的噪声，如排气放空。噪声的物理参数07.声波引起空气质点振动，使大气压产生起伏，这个起伏部分，即超过静压的量，称为声压，用p表示，单位是 牛顿/米2 .一般使用时，声压是指有效声压（即方均根值）。声压是表示声音强弱的常用物理量。大多数声接收器（传声器）也是相应于声压的。08.声强是在垂直于声波传播方向上，单位时间内通过单位面积的声能，通常用I 表示，单位是 瓦/米3.09.声功率是声源在单位时间内辐射的总声能量，通常用W表示，单位是 瓦。10.相互关系：101.声功率W和声强I 的关系为式中S包围声源的封闭面；In声强在圆面积dS法线方向的分量。102.在自由声场中，声强和声压的关系为式中是介质密度；c是声速；c是传播声波的介质的特性阻抗。特性阻抗随着温度和大气压的变化而变化。自由声场：即声波无反射地自由传播的地方。声波作球面辐射。103.在自由声场中，声功率和声压的关系为式中p球是按球面平均的声压。11.正常人耳刚刚能听到的声压称为听阈声压。刚刚使人耳产生疼痛感觉的声压叫痛阈声压。12.声压级，声强级和声功率级的单位是分贝。分贝是级的单位，没有量纲。在电讯工程中，常用两个功率比值的常用对数表示放大器的增益、信噪比等，这样得出的单位叫贝尔。分贝是贝尔的十分之一。因此分贝就是10乘以两个功率比值的常用对数的单位。13.为了方便，我们把宽广的声波频率范围分为几个频段，这就是通常所说的频带或频程。在噪声测量中，最常用的是倍频程和1/3 倍频程。倍频程是两个频率之比为2:1 的频程。为了得到比倍频程更详细的频谱，可以使用1/2 倍频程或1/3 倍频程，即把一个倍频程再分为两份或三份。14.反射声能与入射声能之比叫做反射系数。声波在传播过程中如遇到障碍物或孔、洞，当波长 比障碍物或孔洞尺寸大得多时，就发生衍射现象。低频声波波长达数米，很容易发生衍射。声波传播时，还可以互相叠加，这个现象叫做声波的干涉。15.声波的衰减包括距离衰减和空气的吸收引起的衰减。高频噪声比低频噪声衰减得快。我们听到远处飞机的噪声主要是低频成分。16.响度级表示声音响度的量，单位是方。它既考虑了声音的物理效应，又考虑了声音对人耳听觉的生理效应。它是人们对噪声的主观评价的基本量之一。响度是从听觉判断声音强弱的量，与正常人对响的主观感觉成正比。单位是宋。以40方为1宋，响度级每增加10方，响度即增加1倍：如50方为2宋，60方为4宋等。17.噪声测量常用的仪器有声级计，频率分析仪，自动记录仪和磁带记录仪等。171.声级计：由传声器、放大器、衰减器、频率计权网络以及有效值指示表头组成。声级计工作原理：声压信号通过传声器被转换成电压信号，馈入放大器成为具有一定功率的电信号，再通过具有一定频率响应的计权网络，经过检波则可推动以分贝定标的指示表头。传声器也叫话筒或麦克风，是一种声电换能器件。分为：电动式传声器（动圈话筒），压电传声器（晶体话筒）和电容传声器（精密）。172.频率分析仪：是分析噪声频谱的仪器，主要由放大器和滤波器组成。可将传声器或声级计与滤波器组合成一件仪器，叫频谱仪，不仅可以进行声级测量，而且可以进行频谱分析。173.自动记录仪：是自动记录声级的仪器。把频谱仪与自动记录仪连用，可以迅速准确地测量、分析、记录噪声级和频谱，并自动记录噪声随时间变化的情况。174.磁带记录仪又称录音机，可以对噪声进行快速记录。175.积分声级计，亦称噪声剂量仪，可以把声级按时间积分起来。18.在噪声测量中，一般规定55分贝以上的声音用A网络，称A声级，用dBA表示；5585分贝的中等强度的声音用B网络，称B声级，用dBB表示；85分贝以上的较强噪声用C网络，称C声级，用dBC表示。若A,B,C三档读数相等，则该噪声能量主要集中在高频段，该噪声呈现高频特性；若C=BA，则该噪声为中频特性；若CBA，则该噪声为低频特性。一般的声级计不能进行脉冲声的测量。测量脉冲声要用脉冲声级计，脉冲声级计可进行飞机噪声测量。19.本底噪声：就是被测噪声源停止发声时周围环境的噪声。20.近场测量：为了避免机器附近反射声和本底噪声的影响，在围绕机器的近场进行噪声级测量的一种方法。即尽可能选择一个围绕机器的表面（叫做指定表面），该表面与机器的外形应相似，并应尽量简单和易于进行计算。21.声功率级和声功率是不能直接测出的。它是在特定条件下，由测得的声压级计算而得的。关于声功率级和声功率的测定和计算，通常有四种方法：自由场法、扩散场法、半扩散场法、近场法。今年来，人们常用标准声源法来测定声功率级。标准声源就是在一定的频带内辐射足够均匀的声功率谱的专门声源。22.在噪声作用下，人耳的听力下降；在噪声停止作用一段时间后，听觉会恢复原状。这个现象叫做暂时听阈偏移。空气动力性噪声23.空气动力性噪声是由于气体的非稳定过程，或者说气体的扰动、气体与物体的相互作用而产生的。24.空气动力性噪声，从声源特性来说，主要可以分为三类：单源，双源，四极子源。241.单源又叫零级辐射。当高速气流周期性地从排气口派出，或稳态气流周期性地被截止，即发生源的发射量Q对时间的变化，产生单源辐射。一个单源像一个脉动球，它均匀地膨胀和收缩，其辐射的指向性图是球形的。242.双源（偶极子源）：当气流与物体相互作用时，广义力Fi 对空间即发生了变化，产生双源辐射。通风机、鼓风机等辐射的噪声均属此类。双源可以看成是一对相互距离比波长小的单源。它的指向性图是8字形的，在轴的方向上较强，在与轴垂直的方向上较弱。243.四极子源：极高速气体喷气时，压应力张量Tij发生变化，这时产生四极子辐射。四极子源可以看成是两对相位成1800 的偶极子。25.风扇噪声是由旋转噪声和涡流噪声组成的。风扇噪声从声源特性来说，属于双声源。251.旋转噪声：亦称叶片噪声。是由旋转的叶片周期性地打击空气质点，引起空气的压力脉动，从而产生的噪声。这个压力脉动，可以由傅里叶级数分解为一个稳态分量和一系列脉动分量。稳态分量是空气动力设备所需要的气流压力；脉动分量则是叶片产生的旋转噪声。旋转噪声的频率就是叶片每秒打击空气质点的次数。252.涡流噪声：风扇叶片在转动时，使周围气体产生涡流。这些涡流由于粘滞力的作用，又分裂成一系列分立的小涡流。这个涡流和涡流分裂使空气发生扰动，形成压缩与稀疏过程，从而产生噪声。当风扇旋转时，涡流噪声的频率取决于叶片与气体的相对速度。而旋转叶片的圆周速度随与圆心的距离而连续变化，因此，风扇旋转所产生的涡流噪声呈明显的连续谱。26.空气压缩机、鼓风机、化学反应容器、高压罐、喷射器、蒸汽锅炉以及喷气式飞机在排气放空或者向大气中喷气时，由于极高速的气体粒子和周围的低速气体粒子发生湍流混合，使大气的稳定状态受到破坏而发生巨大扰动，这就产生了强大的喷气噪声。喷气噪声随着流速的增高而增大。喷气噪声从声源特性来说，基本上属于四极子源。喷气噪声的声功率与喷气流速度的八次方成正比，这就是著名的八次方定理。 27.喷气流的流动情况如图2.16所示，整个喷气流分为两个部分：初始段部分和主体段部分。初始段具有确定的核心速度，其长度约为5倍的喷口直径。主体段延续得更远些。28.周期性排气噪声主要是由于气体的压力脉动引起的。从声源特性来说，它接近于单源。单源像一个均匀膨胀和收缩的脉动球，周期性的压力脉动引起周围介质密度的周期性变化，从而产生噪声。29.超声速喷气飞机和火箭噪声的主要成分是超声速喷气噪声。超声速喷气产生巨大的冲击波，使介质的压力和温度急剧增高，对周围气体产生极大的扰动，形成强烈的超声速喷气噪声。涡轮喷气发动机的主要噪声来自下游离开喷嘴直径6倍处。而在喷嘴直径10倍以外的地方，辐射出较小的噪声。火箭的大部分噪声则来自超声速核心的混合区域，在下游2040倍喷嘴处。30.当飞机或火箭用超声速飞行时，产生强烈的轰声，称为声爆。它是超声速运动的物体所引起的冲击波噪声，具有N波结构。31.在超声速飞行中，除了超声速噪声和轰声外，附面层噪声也是一个重要的声源。而高速喷气式飞