小區(qū)配電房噪音隔音降噪聲波的基本類型是什么

 

l  在均勻的理想流體媒質(zhì)中的小振幅聲波的波動(dòng)方程是：

   ，其中：c——聲速，t——時(shí)間

由上述方程得出：①聲波的傳遞是三維立體，全空間傳遞的。

②聲波的傳遞受時(shí)間、媒質(zhì)、溫度、聲壓、波長、頻率影響。

③具有各向同性的聲波傳遞，理論上可以定向描述，既可以二維平面，或是一維/單向描述。

l  如根據(jù)波面形狀（時(shí)間、媒質(zhì)、波長因素）分析可定義平面聲波、球面聲波、柱面聲波。

平面聲波：當(dāng)波陣面是垂直于傳播方向的一系列平面時(shí)的聲波。一般遠(yuǎn)離聲源的聲波近似的看作為平面聲波。如：管道中的活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，在管內(nèi)同一截面上各質(zhì)點(diǎn)將同時(shí)受到壓縮或擴(kuò)張，具有相同的振幅和相位，這就是平面聲波。如果管道始端的活塞以正(余)弦函數(shù)的規(guī)律往復(fù)運(yùn)動(dòng)，則稱為簡諧振動(dòng)。

在均勻理想流體媒質(zhì)中，小振幅平面聲波的波動(dòng)方程為：

(均勻理想流質(zhì)媒質(zhì)中：無能量耗損)

如果觀察在某一確定時(shí)刻時(shí)聲波在空間沿各方向分布的情況，其波形如圖(a)所示。如果要觀察在空間定點(diǎn)位置處聲波隨時(shí)間的變化情況，其波形如圖(b)所示：

（如上例中的活塞偏離平衡位置的距離）

  ：聲速是聲音或者說是聲波振幅的傳播速度，也是聲能量的傳遞速度。

而聲阻抗中的指媒介質(zhì)點(diǎn)的上下振動(dòng)速度（）。(P10)

式中：稱為質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)的速度振幅，單位：帕(斯卡)秒每米(Pa?s/m)。

球面聲波：在各向同性的均勻媒質(zhì)中，從一個(gè)表面同步漲縮的點(diǎn)聲源發(fā)出的聲波，也就是在以聲源點(diǎn)為球心，以任何r值為半徑的球面上聲波的相位相同。

其波動(dòng)方程為：(r為球半徑)

柱面聲波：波陣面是同軸圓柱面的聲波，其聲源一般可視為“線聲源”。簡單的柱面聲波聲場與坐標(biāo)系的角度和軸向長度無關(guān)，僅與徑向半徑r相關(guān)。

對于遠(yuǎn)場簡諧柱面聲波有：

  ，可見，隨徑向距離增加，聲壓振幅減少，且與距離平方根成反比。

上述介紹均為理想狀態(tài)，實(shí)際中可視情況近似點(diǎn)聲源、線聲源處理。

2.3.聲波的疊加

前面討論的各類聲波都是只包含單個(gè)頻率的簡諧聲波。而實(shí)際遇到的聲場，如談話聲、音樂聲、機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)聲等，不只含有一個(gè)頻率或只有一個(gè)聲源。這樣就涉及到聲的疊加原理，各聲源所激起的聲波可在同一媒質(zhì)中獨(dú)立地傳播，在各個(gè)波的交疊區(qū)域，各質(zhì)點(diǎn)的聲振動(dòng)是各個(gè)波在該點(diǎn)激起的更復(fù)雜的復(fù)合振動(dòng)。在處理聲波的反射問題時(shí)也會(huì)用到疊加原理。

   聲波的疊加屬于能量的疊加：即按照能量疊加原則進(jìn)行聲波聲壓的疊加。

   聲波的能量主要包括了媒質(zhì)的傳遞過程中的粒子動(dòng)能與粒子間相對的勢能。

   當(dāng)為瞬時(shí)聲壓時(shí)，由于方向矢量的忽略，可視為聲壓的直接相加，即：

有效聲壓的加合：

當(dāng)非瞬時(shí)聲壓，需考慮振動(dòng)方向等時(shí)，則必須考慮矢量加和，按照能量加和原則進(jìn)行加和。（參見聲能密度：）

類同于：

能量加和：如聲能密度的加和，即從能量角度考慮，合成后總聲場的聲能密度：

  

其中：，（時(shí)的特例）

l  不相干聲波：

在一般的噪聲問題中，經(jīng)常遇到的多個(gè)聲波．或者是頻率互不相同，或者是相互之間并不存在固定的相位差，或者是兩者兼有，也就是說，這些聲波是互不相干的。這樣對于空間某定點(diǎn)，不再是固定的常值，而是隨時(shí)間做無規(guī)變化，疊加后的合成聲場不會(huì)出現(xiàn)駐波現(xiàn)象。

2.4.聲波的反射、透射、折射和衍射

聲波在空間傳播時(shí)會(huì)遇到各種障礙物，或者遇到兩種媒質(zhì)的界面。這時(shí)，依據(jù)障礙物的形狀和大小，會(huì)產(chǎn)生聲波的反射、透射、折射和衍射。聲波的這些特點(diǎn)與光波相近。

反射聲波：當(dāng)聲波入射到兩種媒質(zhì)的界面時(shí)，一部分會(huì)經(jīng)界面反射回原來的媒質(zhì)中，即為反射聲波(P17) 。另一部分會(huì)經(jīng)界面進(jìn)入另一種媒質(zhì)中成為透射聲波。(P17)

       

以平面聲波為例: 入射聲波p_i垂直入射到媒質(zhì)I和媒質(zhì)Ⅱ的分界面，媒質(zhì)I的特性阻抗為，媒質(zhì)Ⅱ的特性阻抗為，分界面位于處。

所謂的分界面是相當(dāng)薄的一層，因此在分界面兩邊的聲壓是連續(xù)相等的：

       

且因?yàn)閮煞N媒質(zhì)在界面密切接觸，界面兩邊媒質(zhì)質(zhì)點(diǎn)的法向振動(dòng)速度也應(yīng)該連續(xù)相等，即：   

將在媒質(zhì)I中沿正x方向傳播的入射平面聲波表示為：

 

其中

當(dāng)入射到x=0處的分界面時(shí)，在媒質(zhì)I中產(chǎn)生沿負(fù)x方向傳播的反射波，在媒質(zhì)Ⅱ中產(chǎn)生沿正x方向傳播的透射聲波，分別表示為：

其中

在媒質(zhì)I中的聲壓：

在媒質(zhì)Ⅱ中的聲壓：

相應(yīng)的質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)速度:

在媒質(zhì)I中的振動(dòng)速度：

在媒質(zhì)Ⅱ中的振動(dòng)速度：

在x=0處, 質(zhì)點(diǎn)聲壓和振動(dòng)速度連續(xù),則有:

     由邊界條件式可得下列衡量指標(biāo)系數(shù).

專業(yè)衡量指標(biāo)為聲壓的反射系數(shù)和透射系數(shù):

專業(yè)衡量指標(biāo)為聲強(qiáng)的反射系數(shù)和透射系數(shù):

驗(yàn)證表明符合能量守恒定律。

l  斜入射聲波的聲學(xué)特性：

A.入射聲波、反射聲波、折射聲波滿足Snell定律：

　說明聲速和方向等時(shí)變化的關(guān)聯(lián)性。

B.邊界條件截面垂直方向的一致性。

C吸聲系數(shù)：入射聲波在界面上失去的聲能（含透射聲能）與入射聲能之比。

　　　　說明：斜入射會(huì)造成聲能損失，即吸聲系數(shù)與方向相關(guān)。

l  聲波的散射與衍射

   障礙物的表面粗糙時(shí)(主要存在表面起伏與聲波波長相當(dāng)時(shí))，或者障礙物的大小與聲波波長差不多時(shí)，入射聲波會(huì)向各個(gè)方向散射，此時(shí)，障礙物周圍的聲場是由入射聲波和散射聲波疊加而成。散射聲波的圖形主要受傳遞方向與障礙物形狀的影響。

   當(dāng)入射聲波繞過障礙物傳導(dǎo)其背面形成聲波的傳遞，即稱為聲波的衍射。一般，聲波越長，這種現(xiàn)象越明顯。聲波波長較短時(shí)，或聲波頻率較高(聲速一定)時(shí)衍射現(xiàn)象較弱。

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