聲學(xué)軟件
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室內(nèi)聲學(xué)設(shè)計(jì)—聲場(chǎng)、自由聲場(chǎng)、近場(chǎng)和遠(yuǎn)場(chǎng)
時(shí)間:
2021-10-23
作者:
思成舞臺(tái)設(shè)計(jì)
分類:
聲學(xué)知識(shí)
1、聲場(chǎng)
聲場(chǎng)是指媒質(zhì)中有聲波存在的區(qū)域。描述聲場(chǎng)的物理量可以是聲壓、質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度、位移或媒質(zhì)密度等,它們一般都是位置和時(shí)間的函數(shù)。聲場(chǎng)中這些物理量隨空間位置的變化與隨時(shí)間的變化間的關(guān)系由聲學(xué)波動(dòng)方程描述,解出聲波方程的滿足邊界條件的解即可知道聲場(chǎng)隨空間的分布、隨時(shí)間的變化及能量關(guān)系等。
2、自由聲場(chǎng)
聲源在均勻、各向同性的媒質(zhì)中, 邊界的影響可以不計(jì)的聲場(chǎng)稱為自由聲場(chǎng)。在自由聲場(chǎng)中,聲波按聲源的輻射特性向各個(gè)方向不受阻礙和干擾地傳播。
理想的自由聲場(chǎng)很難獲得,人們只能獲得滿足一定測(cè)量誤差要求的近似的自由聲場(chǎng)。例如地面反射聲和噪聲可忽略的高空,當(dāng)氣象條件適宜時(shí),便可以認(rèn)為是自由聲場(chǎng)。實(shí)際上風(fēng)、云、空氣密度變化等都會(huì)影響聲波的傳播。又如在經(jīng)過專門設(shè)計(jì)的房間中,在一定的頻率范圍內(nèi),房間的邊界能有效地吸收所有入射的聲波,這樣的房間內(nèi)的聲音主要是直達(dá)聲,也可認(rèn)為是自由聲場(chǎng)。這樣的房間稱消聲室。
在寬闊的廣場(chǎng)上空,或者室內(nèi)有一個(gè)面是全反射面,其余各面都是全吸聲面,這樣的空間稱半自由聲場(chǎng)或反射面前方的自由聲場(chǎng)。如消聲室地板用反射面來模擬半自由空間則稱為半消聲室。
3、近場(chǎng)和遠(yuǎn)場(chǎng)
自由聲場(chǎng)中聲源附近聲壓與質(zhì)點(diǎn)速度不同相的聲場(chǎng)稱為近場(chǎng)。近場(chǎng)區(qū)域內(nèi)聲壓隨距離變化的關(guān)系比較復(fù)雜。距離甚大于聲源輻射面線度和波長(zhǎng),聲壓與質(zhì)點(diǎn)速度同相的聲場(chǎng)稱為遠(yuǎn)場(chǎng)。在遠(yuǎn)場(chǎng)區(qū),聲源直接輻射的聲壓與離聲源的距離成反比。一般所說的聲場(chǎng)都是指遠(yuǎn)場(chǎng);噪聲測(cè)試也多在遠(yuǎn)場(chǎng)條件下進(jìn)行。
4、封閉空間中的聲場(chǎng)
聲源在被聲阻抗率不同的界面所包圍的空間中輻射的聲場(chǎng)稱封閉空間中的聲場(chǎng)。例如機(jī)器在車間或?qū)嶒?yàn)室中發(fā)出噪聲,當(dāng)門、窗或其他開口的面積遠(yuǎn)小于整個(gè)邊界的面積,則室內(nèi)的聲場(chǎng)就可以近似地看作是封閉空間中的聲場(chǎng)。聲源在封閉空間中輻射聲波時(shí),傳播到各界面上的聲波,一部分被界面吸收,一部分被反射。在一般房間中,要經(jīng)過多次反射后,聲波的強(qiáng)度才減弱到可以被忽略的程度。
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