声波的反射课件.ppt

1、环境噪声控制工程单单 长长 青青Environmental Noise Control Engineering 2.1 2.1 声波的产生和传播声波的产生和传播2.2 2.2 声波的类型声波的类型2.3 2.3 描述声波的基本物理量描述声波的基本物理量2.4 2.4 声波的频率和噪声的频谱声波的频率和噪声的频谱2.2.5 5 声波的声波的叠加（叠加（级的叠加级的叠加）2.6 2.6 声波的反射、折射和衍射声波的反射、折射和衍射2.72.7 声源的辐射声源的辐射2.2.8 8 声波在传播中的衰减声波在传播中的衰减2.2.声波的基本性质及传播规律声波的基本性质及传播规律 声源和弹性介质声源和弹性介

2、质 纵波和横波纵波和横波 声场声场2.1 2.1 声波的产生和传播声波的产生和传播周期：周期：振动一次所需要的时间（振动一次所需要的时间（s s）频率：频率：介质元单位时间内所完成振动的次数（介质元单位时间内所完成振动的次数（HzHz）波长：波长：两个相邻的同相位点之间的距离（两个相邻的同相位点之间的距离（m m）声速：声速：声波在弹性介质中的传播速度（声波在弹性介质中的传播速度（m/sm/s）2.2 2.2 声波的类型声波的类型 类型波阵面波阵面声线声线声源类型相关方程平面声波垂直于传播方向的平面相互平行的直线 平面声源球面声波以任何值为半径的球面由声源发出的半径线 点声源柱面声波同轴圆柱面

3、线声源发出的半径线 线声源2cos()Apptkrkr,cos()App r ttkrr0( , )cos()cos()/AxAAAp x tptkxuutkxupc 声能量：声能量： 声能密度：声能密度： 声功率：声功率： 声强：声强：220,2eAepppc20epIcWcS2.3 2.3 描述声波的基本物理量描述声波的基本物理量 平面声波平面声波22002201()2kpVEEEupc 声压：压强的改变量声压：压强的改变量(p- p0)(Pa)22020cos ()ApVtkxc202012ApEVco 声强级声强级o 声压级声压级o 声功率级声功率级25020010lg20lg(),2

4、 10pppLdBpPapp1220010lg(),10/IILdB IWmI120010lg(),10WWLdB WWW2.3 2.3 描述声波的基本物理量描述声波的基本物理量 040010lg()IPLLdBc2.4 2.4 声波的频率、频谱、倍频程声波的频率、频谱、倍频程 倍频程倍频程声波的频率和频谱声波的频率和频谱f（Hz）212nffLp（dB）离散谱离散谱f（Hz）Lp（dB）连续谱连续谱f（Hz）Lp（dB）复合谱复合谱2.5 2.5 声波的叠加声波的叠加 o 1.相干声波o 2.不相干声波121nniiWWWWW22222121neeeeneiippppp级的叠加和相减级的叠加

5、和相减0.1110lg(10)()pinLpiLdB210.10.110lg(1010)()ppLLpLdB分贝相加曲线分贝相加曲线0515102013Lp/dBL/dBL1-L2（dB）L=10lg1+10-0.1(L1-L2 )（dB）0312.522.131.841.551.261.070.880.690.5100.4分贝相加近似计算参考表分贝相减曲线分贝相减曲线05102640LpB/dBLpS/dBLpB/dBLpS/dB100691452332测量无效测量无效分贝相减近似计算参考表小小 结结o 了解声波的产生和传播机理；了解声波的产生和传播机理；o 了解声波的类型；了解声波的类型；

6、o 掌握描述声波的相关物理量：掌握描述声波的相关物理量：声压和声压级、声强和声声压和声压级、声强和声强级、声功率和声功率级；强级、声功率和声功率级；o 理解声音的频谱和倍频程；理解声音的频谱和倍频程；o 重点掌握重点掌握声压级的叠加运算声压级的叠加运算。上次课内容回顾上次课内容回顾o声压和声压级、声强和声强级、声功率和声功率级声压和声压级、声强和声强级、声功率和声功率级o声压级的叠加声压级的叠加05151020130.1110lg(10)()pinLpiLdB81dB、 72dB 、78dB、81dB分贝相加曲线分贝相加曲线上次课内容回顾上次课内容回顾o声压级的相减声压级的相减Lp=88dB,

7、Lp1=85dBLp2=?210.10.110lg(1010)()ppLLpLdB05102640LpB/dBLpS/dB熟悉倍频程的熟悉倍频程的概念和划分概念和划分2.6 2.6 声波的反射、透射、衍射声波的反射、透射、衍射11c22c1IIrrApiAprptApiApp2rIpiIrrI21 122tIpiIcIc12sinsinitcc22112211coscoscoscosititcccc2222112coscoscosiitccc22 21 12 21 1coscoscoscosititcccc1 1222221 14coscoscoscosititcccct2cos()ttApp

8、tk x2cos()ttAuutk xi1cos()iiApptk x1cos()iiAuutk xr1cos()rrApptk x1cos()rrAuutk x声波的衍射声波的衍射2.2.7 7 声源的辐射声源的辐射o 声源的指向性：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。o 指向性因数指向性因数：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：IIRRDIlg102.7.1 点声源在自由空间中的辐射点声源在自由空间中的辐射o 某一方向某一方向上的声压级计算上的声压级计算RDIl

9、g1020lg11pWILLrDDI是指向性指数，0220000201110 lg10 lg()10 lg()44110 lg10 lg20 lg114IWWIWWLIrIWIrWLrWr2120lgrLr 2.7.2 点声源在半自由空间中的辐射点声源在半自由空间中的辐射o 某一方向某一方向上的声压级计算上的声压级计算20lg8pWILLrD 0220000201110 lg10 lg()10 lg()22110 lg10 lg20 lg82IWWIWWLIrIWIrWLrWr2120lgrLr 2.7.3 线声源在（半）自由空间中的辐射线声源在（半）自由空间中的辐射crwdxdp02124d

10、xcosxdxr0r1Pd)(441200002221rcwdrcwpdpr0l时,点声源：2120lgrLr101cos,cosdxrdrr2.7.4 面声源的辐射面声源的辐射1.1.声功率声功率W W恒定，面积不随传播距离而变，恒定，面积不随传播距离而变， 声压级不衰减。声压级不衰减。2.2.在特定情况下，面声源可等价为在特定情况下，面声源可等价为 点声源或线声源。点声源或线声源。2.8 声波在传播中的衰减o 1.随距离的发散衰减（Ad）o 2.空气吸收引起的附加衰减 （Aa）o 3.地面吸收的附加衰减（Ag）o 4.气象条件的影响（Am ）dagmAAAAA1.随距离的发散衰减12lg1

11、0rrAd0dA点声源：点声源：无限长线声源：无限长线声源：面声源：面声源：12lg20rrAd有限长线声源的简化计算1020,rl rl 211( )20lgpprLrLrr 211( )10lgpprLrLrr1020/3,/3rlrl010020/3,/3lrl lrl 211( )15lgpprLrLrr面声源发散衰减的简化计算a ab bd dda/da/，几乎不衰减；，几乎不衰减；a/a/db/db/b/，点声源。，点声源。2.空气吸收引起的附加衰减o 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： 287.410af rA声波的频率，Hz相对湿度传播距离

12、，m机机理理2.空气吸收引起的附加衰减o 对于不同温度，可采用下式来估算： TfCATAaa1),20(),(与20相差的摄氏温度=410-6表表2-32-33.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：1/30.01grAfr4.气象条件的影响o 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。o 温度梯度和风对声波传播的影响很大。为什么声音在晚上要比白天传播的远一点？为什

13、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？为什么逆风传播的声音难以听清？小 结n 声波的反射、透射和衍射声波的反射、透射和衍射n 声波在传播中的衰减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2120lgdrAr2110lgdrAr第二章第二章 重点内容总结重点内容总结o 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；掌握声压和声压级、声强和声强级、声功率和

14、声功率级的概念；o 熟练掌握声压级的合成、相减运算；熟练掌握声压级的合成、相减运算；o 理解倍频程、理解倍频程、1/3倍频程的概念倍频程的概念o 了解声波的反射、透射河、衍射现象；了解声波的反射、透射河、衍射现象；o 熟练掌握点声源、线声源声波随距离的衰减计算；熟练掌握点声源、线声源声波随距离的衰减计算；o 了解声波由于空气吸收、地面吸收、气象条件等造成的衰减。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2SOOPSPN 声程差 菲涅尔数 声屏障引起的衰减计算2333222111NSPPOSOSPPOSOSPPOSO1,2031lg10NAbarocta.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、N2、N3；声屏障引起的衰减量计算：当声屏障很长时：321,203120312031lg10NNNAbaroct声屏障引起的衰减计算b.无限长薄屏障：首先计算菲涅尔数N；由图查出衰减量。声屏障引起的衰减计算621TLLLNRc.噪声从室内向室外传播的声级计算12410lg()4wRLLrR