第二章声学基本知识 3

1、环境噪声控制工程,单 长 青,Environmental Noise Control Engineering,2.1 声波的产生和传播 2.2 声波的类型 2.3 描述声波的基本物理量 2.4 声波的频率和噪声的频谱 2.5 声波的叠加（级的叠加） 2.6 声波的反射、折射和衍射 2.7 声源的辐射 2.8 声波在传播中的衰减,2.声波的基本性质及传播规律,声源和弹性介质 纵波和横波 声场,2.1 声波的产生和传播,周期：振动一次所需要的时间（s） 频率：介质元单位时间内所完成振动的次数（Hz） 波长：两个相邻的同相位点之间的距离（m） 声速：声波在弹性介质中的传播速度（m/s）,2.2 声波

2、的类型,声能量： 声能密度： 声功率： 声强：,2.3 描述声波的基本物理量,声压：压强的改变量(p- p0)(Pa),声强级 声压级 声功率级,2.3 描述声波的基本物理量,2.4 声波的频率、频谱、倍频程,倍频程,声波的频率和频谱,f（Hz）,2.5 声波的叠加,1.相干声波 2.不相干声波,级的叠加和相减,分贝相加曲线,Lp/dB,L/dB,分贝相加近似计算参考表,分贝相减曲线,分贝相减近似计算参考表,小 结,了解声波的产生和传播机理； 了解声波的类型； 掌握描述声波的相关物理量：声压和声压级、声强和声强级、声功率和声功率级； 理解声音的频谱和倍频程； 重点掌握声压级的叠加运算。,上次课

3、内容回顾,声压和声压级、声强和声强级、声功率和声功率级 声压级的叠加,81dB、 72dB 、 78dB、81dB,分贝相加曲线,上次课内容回顾,声压级的相减,Lp=88dB, Lp1=85dB Lp2=?,熟悉倍频程的 概念和划分,2.6 声波的反射、透射、衍射,声波的衍射,2.7 声源的辐射,声源的指向性：声源发出的声波，在声源周围的不同方向相同距离上声压级是不相同的。 指向性因数：在离点声源中心相同距离处，测量球面上各点的声强，求得所有方向上的平均声强，将某一方向上的声强与其相比就是该方向的指向性因数：,2.7.1 点声源在自由空间中的辐射,某一方向上的声压级计算,DI是指向性指数，,2

4、.7.2 点声源在半自由空间中的辐射,某一方向上的声压级计算,2.7.3 线声源在（半）自由空间中的辐射,r0l时,无限长线声源：,r0l时,点声源：,2.7.4 面声源的辐射,1.声功率W恒定，面积不随传播距离而变， 声压级不衰减。 2.在特定情况下，面声源可等价为 点声源或线声源。,2.8 声波在传播中的衰减,1.随距离的发散衰减（Ad） 2.空气吸收引起的附加衰减 （Aa） 3.地面吸收的附加衰减（Ag） 4.气象条件的影响（Am ）,1.随距离的发散衰减,点声源：,无限长线声源：,面声源：,有限长线声源的简化计算,面声源发散衰减的简化计算,db/，点声源。,2.空气吸收引起的附加衰减,

5、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,机理,2.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,=410-6,表2-3,3.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1000Hz时： 浓密的常绿树树冠 23 dB100m 地面上稀疏的树干 3 dB100m 各种树林平均的附加衰减大致为：,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。 温度梯度和风对声波传播的

6、影响很大。,为什么声音在晚上要比白天传播的远一点？,温度梯度对声波的折射作用,为什么逆风传播的声音难以听清？,小 结,声波的反射、透射和衍射 声波在传播中的衰减 （1）随距离的发散衰减 点声源： 线声源： 面声源：0，可等价为点声源或线声源 （2）空气吸收的附加衰减：近似公式计算；查表 （3）地面吸收的附加衰减：近似公式计算 （4）声屏障衰减和气象条件,第二章 重点内容总结,掌握声压和声压级、声强和声强级、声功率和声功率级的概念； 熟练掌握声压级的合成、相减运算； 理解倍频程、1/3倍频程的概念 了解声波的反射、透射河、衍射现象； 熟练掌握点声源、线声源声波随距离的衰减计算； 了解声波由于空气吸收、地面吸收、气象条件等造成的衰减。,声屏障引起的衰减计算,声屏障引起的衰减计算,a.有限长薄屏障： 首先计算三个传播逾径的声程差和相应的菲涅尔数N1、N