物理性污染控制_第二章_噪声污染及其控制_第2节声学基本知识

1、物体的振动是产生声音的根源物体的振动是产生声音的根源。 声源：声源：把产生声音的振动物体称作声源把产生声音的振动物体称作声源。点声源：声源尺寸远小于测点到声源距离时，声波以球面波形状较均匀地向各个方向辐射。线声源：如一列较长的列车；公路上长的车队等。面声源：如透过一个壁面向开阔空间传播。 声波：声波：向前推进着的振动称为声波。向前推进着的振动称为声波。声场：声场：有声波传播的空间叫声场。有声波传播的空间叫声场。声音传播声音传播: :声源、介质声源、介质声音传播实质：声音传播实质：是物体振动形式的传播。是物体振动形式的传播。传播形式：传播形式：空气空气 纵波纵波固体、液体固体、液体 纵波、横波纵

2、波、横波)2sin(ftx振幅位移位移：物体离开静止位置的距离称为位移，最大位移：物体离开静止位置的距离称为位移，最大的位移叫振幅，振幅的大小决定了声音的大小。的位移叫振幅，振幅的大小决定了声音的大小。相位2.2 声波的描述声波的描述 cTfcTf14. 声速（声速（c）：）：振动在媒质中传播的速度。室温时声速近似值（m/s）00 pc ，比热比)(0PPp1. 声压、声压级声压、声压级TedttpTp02)(10logXXLrr10时，级的单位为贝（耳），工程上常用分时，级的单位为贝（耳），工程上常用分贝表示级，符号为贝表示级，符号为dB。re时，级的单位为奈培(Np), 1Np8.686d

3、B表达式：a500a p210 peppp ；有效声压，基准声压， 声压级单位：分贝，用声压级单位：分贝，用dB表示。表示。 020lgePpLp 常见的声压级范常见的声压级范围如右图所示：围如右图所示：能能量的关系说明声音的强弱。量的关系说明声音的强弱。0 2e0PIc 0lg10IILI212200 W/m10IIIW m 声强，；基准声强，声强级单位：dB。SWI 球面辐射时：24 rWI波阵面面积p声强与声功率声强与声功率都衡量声波的能量都衡量声波的能量p声强声强随距声源距离的增加而降低，与环境有关随距声源距离的增加而降低，与环境有关p声功率声功率是不变量，反映了声源的本质是不变量，反

4、映了声源的本质0lg10WWLW1200 W;10WWWW 声功率，基准声功率；。声功率级单位：dB202cpDe4. 声能密度：区别于声强与声功率区别于声强与声功率声强：声强：单位时间单位面积的平均声能量单位时间单位面积的平均声能量声功率：声功率：单位时间内辐射的总的声能量单位时间内辐射的总的声能量外弦外弦a1(440Hz)空弦音空弦音 内弦内弦d1(293.67Hz)空弦音空弦音 二胡声音的频谱图二胡声音的频谱图线状谱线状谱连续谱连续谱复合谱复合谱p 复合谱：既有连续声音频谱，又有离散线谱。听起来有明显的音调，称为有调噪声。在噪音控制中，频谱图中声压级较突出的部分及在噪音控制中，频谱图中声

5、压级较突出的部分及其所对应的频率是重点控制的目标。其所对应的频率是重点控制的目标。nff212n倍频程f1、f2频程的上限频率和下限频率021ff f ffnn)212(各倍频程的中心频率：f1 f2 = f, 称为带宽n=1，倍频程；n=2，2倍频程；n=1/3，1/3倍频程。【自学自学P19-22】 0010lg10lgiWWWLWW 0010lg10lgiIIILII 【自学自学P19-22】222212.npppp 几种声音同时发生，则总的声压级不是各声压级几种声音同时发生，则总的声压级不是各声压级的简单算术和，而是按照能量的叠加规律，即压的简单算术和，而是按照能量的叠加规律，即压力的

6、平方进行叠加。力的平方进行叠加。代入上式：12n220101010pppLLLpp（）0lg20ppLp0.122010pLpp 2010lgppLp （）12ni20n0.1i 110lg10lg 101010 10lg10ppppLLLpLpLp 12n, 10lgnppppppLLLLLL 若则P20例题1-2(展示用EXCEL解题2-2）21pppLLL令： 110.10.110lg 1010pppLLLpL120.10.110lg 1010ppLLpL则：pppLLL12代入下式：得：计算噪声值的图解方法10.110lg 110pLppLL 令：

7、 110.10.110lg 1010pppLLLpL1ppLLL pLL1 . 0101lg10LpLp课本课本p20-211ppLLL niLiL11010lg10总1080101001095109710101010lg10=102.6 dB10097Lp=1.8101.895Lp=0.8102.680Lp=0.1102.7解二解二:查表法查表法计算时先将声压级从大到小排列，再按由大到小计算时先将声压级从大到小排列，再按由大到小的顺序进行计算。的顺序进行计算。合成声压级合成声压级P总总102.7 dB0.10.110lg 1010pBpSLLpL0.10.110lg 1010ppBSLLpL

8、仪器测量噪声声源真实噪声背景噪声in0.1i 110lg10pLpL 由由得得222221tpcxp对于简谐振动而言： 00,cos(),cos()p x tPtkxp x tPtkx 正向传播负向传播0cos()/xAAAuutkxupc 质点振动的速度幅值upZs/对于平面声波而言：对于平面声波而言：000/sZpuc 单位（Pas/m）声场中某位置的声压与该位置质点振动速率之比 声阻抗率仅与介质密度和声速有关，是介质固有的常数; 两种介质的声阻抗率将决定声波反射和透射的强度。u-u-振动速率振动速率c-c-波速波速22222)(1)(trpcrrp对于从球心向外传播的简谐球面声波而言：球

9、面声波振幅（A/r）随传播距离的增加而减少，二者成反比关系。)cos()/(),(krwtrAtrp2221)(1tpcrprrr对远场简谐柱面声波而言：)cos(20krrtkrPp振幅随径向距离的增加而减少，与距离的平方根成反比关系。b.声线：是由线声源发出的径向线。1 1ci22cpiptprrt垂直入射垂直入射声波声波: :发生发生反射反射和和透射透射斜入射斜入射声波：发生声波：发生反射反射和和折射折射ri入射声波、反射声波与折射声波的传播方向应入射声波、反射声波与折射声波的传播方向应该满足该满足Snell定律：定律：211sinsinsinccctria.a.反射定律反射定律：b.b

10、.折射定律：折射定律：21sinsinccti思考(p27)1.为什么声音在晚上比晴朗的白天传播的远一点？2.为什么逆风传播的声音难以听清？irpppr itppp21rrp 的数值与入射方向有关，因此也与入射的方向有关。3.声波的干涉现象：21ppp21DDD不相干声波的叠加 1.声压的叠加：2.能量（平均声能密度）的叠加：22212ppp)cos(21202121cppDDDAA1.扩散引起的衰减扩散衰减扩散衰减：由于波阵面的扩展而引起的声强随距离而减弱的现象称为扩散衰减。声波的扩散衰减与声源的形状有关221120lgPPrLLr声压从r1处传播到r2处时的发散衰减：L测点Dr0221110lgPPrLLr221120lgPPrLLrLabDr0ab点声源在从r1处声压级 Lp1，传播到r2处 Lp2，若声波衰减包括扩散衰减和空气吸收衰减，则22121120lgPPrLLrrr （ - ）对无限长声源，有22121110lgPPrLLrrr （ - ） 声波在厚的草