聲學(xué)軟件
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室內(nèi)聲學(xué)設(shè)計(jì)—聲場、自由聲場、近場和遠(yuǎn)場
時(shí)間:
2021-10-23
作者:
思成舞臺設(shè)計(jì)
分類:
聲學(xué)知識
1、聲場
聲場是指媒質(zhì)中有聲波存在的區(qū)域。描述聲場的物理量可以是聲壓、質(zhì)點(diǎn)振動速度、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
聲源在均勻、各向同性的媒質(zhì)中, 邊界的影響可以不計(jì)的聲場稱為自由聲場。在自由聲場中,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。
理想的自由聲場很難獲得,人們只能獲得滿足一定測量誤差要求的近似的自由聲場。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。實(shí)際上風(fēng)、云、空氣密度變化等都會影響聲波的傳播。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。這樣的房間稱消聲室。
在寬闊的廣場上空,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或反射面前方的自由聲場。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、近場和遠(yuǎn)場
自由聲場中聲源附近聲壓與質(zhì)點(diǎn)速度不同相的聲場稱為近場。近場區(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,聲壓與質(zhì)點(diǎn)速度同相的聲場稱為遠(yuǎn)場。在遠(yuǎn)場區(qū),聲源直接輻射的聲壓與離聲源的距離成反比。一般所說的聲場都是指遠(yuǎn)場;噪聲測試也多在遠(yuǎn)場條件下進(jìn)行。
4、封閉空間中的聲場
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稱封閉空間中的聲場。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)的聲場就可以近似地看作是封閉空間中的聲場。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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