室内声场和吸声课件.ppt

《室内声场和吸声课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第三节室内声场和吸声降噪一、声场的分类直达声场：从声源直接到达接受点的直达声形成的声场。混响声场：经过房间面壁一次和多次反射后到达接受点的反射声形成的声场。扩散声场：房间内声能密度处处相同，而且在任一受声点上，声波在各个传播方向作无规则分布的声场。（扩散声场包含直达声场和混响声场，是由两声场叠加形成）二、扩散声场的声能密度和声压级1、直达声场对于点声源，直达声的声强为：因为：所以：所以直达声声能密度：又由于：所以直达声声压级为：2、混响声场自由程：在室内声场中，声波每相邻两次反射所经过的路程。平均自由程：声波经过相邻两次反射距离的平均值（d）。由理论和实验均证实不论空间形状如何，

2、均有：其中：V为房间体积，S为房间总表面积。设声音在1秒钟内传播的距离为c米，则1秒钟内的平均反射次数为：设声源单位时间发出的声功率为W，则当声波被房间壁面部分吸收后剩余的声能量为:设混响声平均声能密度为，则单位时间被吸收的声能量为：亦即：声源提供的混响声能量。当单位时间内声源贡献的混响声能与被吸收的混响声能相等时，体系达到稳定状态，即：所以，室内混响声场平均声能密度为：设：R：房间常数，m2则混响声场平均声能密度为：又由于直达声声能平均密度为：当室内存在混响时，室内某点的平均声能密度应等于直达声和混响声能密度之和，即：3）总声场把直达声场和混响声场叠加形成总声场。又因为声能密度

3、与有效声压是平方正比关系，即：则：所以混响声压级为：从混响声压级公式可看出：公式中第一项Lw为直达声，第二项为混响声。当时，即r很小，声场以直达声为主；当时，即r很大，声场以混响声为主；当时，直达声声能密度与混响声声能密度相等，这时r称为临界半径，即：当Q＝1时的临界半径又称为混响半径。当接受点与声源距离大于临界半径时，即混响声占主导地位，则吸声降噪处理效果明显；当接受点与声源距离小于临界半径时，即直达声占主导地位，则吸声降噪处理效果不明显。三、室内声音的衰减和混响半径混响声：由于室内存在混响，声音发出后，不会立即消失，要持续一段时间，这一段时间内持续的声音成为“混响声”。当声音

4、经过第1次反射后，平均声能密度降低为：当声音经过第2次反射后，平均声能密度降低为：当声音经过第n次反射后，平均声能密度降低为：由于在t秒内总反射次数为：则t秒后的平均声能密度为：又由于声能密度与有效声压是平方正比关系，所以有：当声能密度衰减到原来的百万分之一时所需要的时间，即声压级衰减60dB所需要的时间，称为混响时间所以有：当声音为高频区声音，声音传播过程中空气吸声不能不考虑，t秒内传播距离为ct，经空气吸收后声能密度降为原来的e-mct，其中m为声音衰减常数，单位为m-1（即书中第140页，7-43公式），则t秒后平均声能密度衰减为：则：1）当声音频率低于2000Hz时，m可

5、忽略，也即：2）当声音频率低于2000Hz，且平均吸声系数小于0.2时，有：此时混响时间为：无吸声材料时：有吸声材料时：由于：所以：混响室法测吸声系数四、吸声降噪量设吸声前的声压级为：吸声后的声压级为：则：当某接受点远离声源时，即：则：一般情况下，平均吸声系数都比1小得多，所以有：由于平均吸声系数通常是按实测混响时间T60得到，如果T1和T2分别为吸声前后的混响时间，则：一般地面和壁面（墙面）平均吸声系数为0.03左右，吸声处理后平均吸声系数约为0.3左右，则声压级衰减10dB左右。一般吸声处理降噪10-12dB，如果平均吸声系数要求0.5以上，则降噪处理所需要的成本增加。第四节

6、室内简正方式理想声场是完全扩散声场；实际声场是不完全扩散声场，而是由室内各壁面反射声形成的驻波声场；只有当房间体积很大和声波频率很高时，才能达到近似的扩散声场。房间是一个复杂的多自由度振动系统，任一振动状态都是由单个振动以一定的组合叠加而成，每个独立的振动称简正振动，相应的振动频率叫简正频率；在连续介质中，简正振动实际是一种驻波，也称简正波，其变化情况与边界条件有关。1）声波的一维空间简振（声波沿轴相方向传播）入射简谐振动声波：反射简谐振动声波：两列声波进行合成（叠加），其合成声波：其中：合成波振幅为Pcoskx，P＝2PiA：当（nx=0,1,2,3……..）时，振幅有最大值（

7、即波腹），此时有：B：当（nx=0,1,2,3……..）时，振幅有最小值（即波节），此时有：由于这两列波频率相同，所以它们之间的相位差为：设x2-x1=Lx，则：所以：当体系满足时，形成驻波。对应的共振频率为：即在一维空间（一个频率的声波），每个n对应一个简振频率，共有n个简正振动方式。2）声波的二维空间简振（声波沿х-у平面切向传播）类似地可导出两平面声波在两维空间叠加后声压方程为：该方程形成驻波条件为：由于：所以：其中：nx=0,1,2,3……nny=0,1,2,3……n即在