中科大噪声污染控制工程课件第2章第3节 声波的反射、透射、折射和衍射

声波的反射、透射、折射和衍射1、垂直入射声波的反射和透射p2u2piprptⅠρ1c1Ⅱρ2c20xp1u1p1=p2u1=u2p1=pi+pru1=ui

+urp2=ptu2=utpiprptⅠρ1c1Ⅱρ2c20x当ρ1c1＜＜

ρ2c2时，Ⅱ硬，刚性反射体pi=

pr,相位相同，p1≈2pi，

u1=ui

+ur

=0，当ρ1c1＞＞ρ2c2时，Ⅰ硬，刚性反射体pi=

pr,相位相反p1≈0，

u1=ui

+ur

=2ui

，驻波没有透射声波反射系数和透射系数2、斜入射声波的入射、反射和折射Ⅰρ1c1Ⅱρ2c2piprpt0θiθrθtsinθisinθtsinθr==c1c1c23、声波的散射与衍射如果障碍物表面的起伏程度与波长相当，或者障碍物的大小与波长差不多，入射声波就会向各个方向散射。入射声波绕过障碍物传到其背面形成声波的衍射（低频声）4、声像同光线在镜面的反射一样，当障碍物的几何尺寸远大于声波波长时，即对于高频声波用声像法来处理声波的反射问题。级的概念人说话10-5w

火箭发射109w

对数标度1、分贝的定义由于对数的宗量是无量纲的，因此用对数标度时必须选定基准量，然后对被量度量与基准量的比值求对数，这个对数值称为被量度量的“级”。对数以10为底，级的单位为贝尔（B）,贝尔分为10档，每一档的单位为分贝（dB），1B=10dB对数以e=2.71828为底，级的单位为奈培（Np）,1Np＝8.686dB2、声压级、声强级和声功率级LI＝10lg（I/Io）空气中Io＝10-12W/m2声强级Lp＝10lg（p2/po2）=20lg(p/po)空气中po

＝20μPa声压级LI≈LpLW＝10lg（W/Wo）空气中Wo

＝10-12W声功率级对于给定的声源，其声功率是不变的3、级的叠加(声波不发生干涉)pT2=p12+p22+…+pn2n=2时Lp1＝10lg（p12/po2）Lp2＝10lg（p22/po2）p12＝po2.100.1

Lp1p22＝po2.100.1

Lp2pT2=p12+p22＝po2.（100.1

Lp1+100.1

Lp2）LpT＝10lg（pT2/po2）＝10lg（100.1

Lp1+100.1

Lp2）LpT＝10lg（100.1

Lpi

）∑ni=14、级的相减LpT＝10lg（100.1

LpB

+100.1

LpS）LpS＝10lg（100.1

LpT

-100.1

LpB）声波在传播中的衰减随距离的发散衰减Ad空气吸收的附加衰减Aa地面吸收的附加衰减Ag声屏障衰减Ab气象条件对声传播的影响Am总衰减A＝Ad+Aa

+

Ag+

Ab

+

Am随距离的发散衰减Ad：Ad＝20lg(r2/r1)（假设以声源为中心的球面对称地向各个方向辐射声能）全空间半空间空气中Wo

＝10-12WIo＝10-12W/m2LI=LW-10lgS=LW-10lg(4πr2)=LW-20lgr-11全空间LI=LW-10lgS=LW-10lg(2πr2)=LW-20lgr-8半空间空气吸收的附加衰减Aa20℃时β＝4×10-6地面吸收的附加衰减Ag当地面是非刚性表面时，短距离，声能的衰减可以忽略，70米以上时不可忽略在厚草地或穿过灌木丛传播时衰减Ag＝（0.18lgf-0.31）d穿过树木或森林的声衰减Ag＝0.01f1/3d声屏障衰减Ab声屏障衰减与声源及接受点相对屏障的位置、屏障的高度及结构，以及声波的频率密切相关。气象条件对声传播的影响Am雨、雪、雾等对声波的衰减量大约每1000米不到