噪聲第七章-吸聲降噪技術(shù) 2

1、 聊城大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院聊城大學(xué)環(huán)境與規(guī)劃學(xué)院李李 聰聰2013.11.25本章內(nèi)容本章內(nèi)容v7.1 吸聲材料的分類(lèi)和吸聲性能評(píng)價(jià)量吸聲材料的分類(lèi)和吸聲性能評(píng)價(jià)量v7.2 多孔性吸聲材料多孔性吸聲材料v7.3 共振吸聲結(jié)構(gòu)共振吸聲結(jié)構(gòu)v7.4 室內(nèi)聲場(chǎng)和吸聲降噪室內(nèi)聲場(chǎng)和吸聲降噪v多孔性吸聲材料的吸聲機(jī)理；多孔性吸聲材料的吸聲機(jī)理；v共振吸聲結(jié)構(gòu)的吸聲機(jī)理；共振吸聲結(jié)構(gòu)的吸聲機(jī)理；v室內(nèi)聲場(chǎng)中聲能密度和聲壓級(jí)的計(jì)算；室內(nèi)聲場(chǎng)中聲能密度和聲壓級(jí)的計(jì)算；本課的重點(diǎn)難點(diǎn)本課的重點(diǎn)難點(diǎn)第二節(jié)第二節(jié) 多孔性吸聲材料多孔性吸聲材料幾種多孔性吸聲材料幾種多孔性吸聲材料第二節(jié)第二節(jié) 多孔性吸聲材料多孔性吸聲材

2、料v一、多孔性吸聲材料的吸聲機(jī)理一、多孔性吸聲材料的吸聲機(jī)理v多孔性吸聲材料具備條件多孔性吸聲材料具備條件 內(nèi)部有許多孔隙，且分布均勻而細(xì)小內(nèi)部有許多孔隙，且分布均勻而細(xì)小 孔隙與材料表面相通，具有通氣性孔隙與材料表面相通，具有通氣性 孔隙相互連通，不是封閉的孔隙相互連通，不是封閉的壓縮、膨脹、摩擦、產(chǎn)熱壓縮、膨脹、摩擦、產(chǎn)熱降低聲音能量降低聲音能量二、影響多孔性吸聲材料吸聲性能的因素二、影響多孔性吸聲材料吸聲性能的因素v1 1、空氣流阻、空氣流阻 穩(wěn)定氣流通過(guò)多孔性吸聲材料時(shí)，材料兩面的靜壓差和氣穩(wěn)定氣流通過(guò)多孔性吸聲材料時(shí)，材料兩面的靜壓差和氣流線速度之比。反映空氣通過(guò)多孔材料時(shí)阻力大小。

3、流線速度之比。反映空氣通過(guò)多孔材料時(shí)阻力大小。過(guò)高過(guò)高空氣穿透力降低空氣穿透力降低過(guò)低過(guò)低因摩擦力、粘滯力引因摩擦力、粘滯力引起的聲能損耗降低起的聲能損耗降低吸聲性能下降吸聲性能下降1材料流阻較低；材料流阻較低；2材料流阻較大；材料流阻較大；3材料流阻很大。材料流阻很大。二、影響多孔性吸聲材料吸聲性能的因素二、影響多孔性吸聲材料吸聲性能的因素v2 2、孔隙率的影響、孔隙率的影響 材料內(nèi)部空氣體積與材料總體積之材料內(nèi)部空氣體積與材料總體積之比；比； 孔隙率又與材料的流阻有關(guān)；孔隙率又與材料的流阻有關(guān)； 相同孔隙率，孔隙尺寸越大，流阻越??；相同孔隙率，孔隙尺寸越大，流阻越?。籿3 3、材料、材料厚

4、度厚度 材料厚度的增加，吸聲材料厚度的增加，吸聲最佳頻率最佳頻率向低頻方向移動(dòng)；向低頻方向移動(dòng)； 厚度每增加厚度每增加1 1倍，最大吸收頻率向低頻方向移動(dòng)一個(gè)倍頻倍，最大吸收頻率向低頻方向移動(dòng)一個(gè)倍頻程；程；Dcfr41v4 4、材料平均、材料平均 密度密度 隨著材料密隨著材料密度的增大，度的增大，最大吸收系最大吸收系數(shù)向低頻方數(shù)向低頻方向移動(dòng)向移動(dòng)。v5 5、背后、背后空腔空腔 吸聲材料背后具有一定厚度的空腔，其作用相吸聲材料背后具有一定厚度的空腔，其作用相當(dāng)于加大材料的有效厚度，可改變低頻的吸聲當(dāng)于加大材料的有效厚度，可改變低頻的吸聲性能。性能。 空腔厚度為垂直入射聲波空腔厚度為垂直入射聲

5、波1/41/4波長(zhǎng)時(shí)，吸聲系波長(zhǎng)時(shí)，吸聲系數(shù)最大，若為數(shù)最大，若為1/21/2波長(zhǎng)，或是整數(shù)倍時(shí)，吸聲波長(zhǎng)，或是整數(shù)倍時(shí)，吸聲系數(shù)最小。系數(shù)最小。v6、護(hù)面層、護(hù)面層 多孔材料疏松，無(wú)法固定，不美觀，需表面覆多孔材料疏松，無(wú)法固定，不美觀，需表面覆蓋護(hù)面層，如護(hù)面穿孔板，織物或網(wǎng)紗等蓋護(hù)面層，如護(hù)面穿孔板，織物或網(wǎng)紗等 穿孔板，穿孔率超過(guò)穿孔板，穿孔率超過(guò) 20% 薄膜，厚度小于薄膜，厚度小于0.05mmv7、溫度和濕度、溫度和濕度 溫度下降時(shí)，低頻吸聲性能增加；溫度上升時(shí)溫度下降時(shí)，低頻吸聲性能增加；溫度上升時(shí)，低頻吸聲性能下降，低頻吸聲性能下降 隨著孔隙內(nèi)含水量的增大，孔隙被堵塞，吸聲隨著

6、孔隙內(nèi)含水量的增大，孔隙被堵塞，吸聲材料中的空氣不再連通，空隙率下降，吸聲性材料中的空氣不再連通，空隙率下降，吸聲性能下降能下降第三節(jié)第三節(jié) 共振吸聲結(jié)構(gòu)共振吸聲結(jié)構(gòu)v一、概述一、概述 薄板或薄膜共振吸聲結(jié)構(gòu)薄板或薄膜共振吸聲結(jié)構(gòu) 單空腔共振吸聲結(jié)構(gòu)單空腔共振吸聲結(jié)構(gòu) 穿孔共振吸聲結(jié)構(gòu)穿孔共振吸聲結(jié)構(gòu) 微穿孔共振吸聲結(jié)構(gòu)微穿孔共振吸聲結(jié)構(gòu)第三節(jié)第三節(jié) 共振吸聲結(jié)構(gòu)共振吸聲結(jié)構(gòu)v二、薄板與薄膜共振吸聲結(jié)構(gòu)二、薄板與薄膜共振吸聲結(jié)構(gòu) 當(dāng)薄板固定在剛性面骨架上時(shí)，薄板和板后的當(dāng)薄板固定在剛性面骨架上時(shí)，薄板和板后的封閉空氣層，就構(gòu)成了薄板共振吸聲結(jié)構(gòu)封閉空氣層，就構(gòu)成了薄板共振吸聲結(jié)構(gòu) 聲波入射到薄

7、板激起板面振動(dòng)使板發(fā)生彎曲變聲波入射到薄板激起板面振動(dòng)使板發(fā)生彎曲變形，由于板和固定支點(diǎn)之間的磨擦，以及板本形，由于板和固定支點(diǎn)之間的磨擦，以及板本身內(nèi)的耗損，于是聲能轉(zhuǎn)化為熱能，在共振頻身內(nèi)的耗損，于是聲能轉(zhuǎn)化為熱能，在共振頻率處，消耗聲能最大，吸聲系數(shù)最大其它頻率率處，消耗聲能最大，吸聲系數(shù)最大其它頻率吸聲系數(shù)相對(duì)較小。吸聲系數(shù)相對(duì)較小。龍骨龍骨空氣層空氣層墊襯墊襯薄板薄板v薄板材料可用膠合板，纖維板，石膏板或薄板材料可用膠合板，纖維板，石膏板或水泥板。水泥板。v薄膜吸聲結(jié)構(gòu)的共振頻率通常在薄膜吸聲結(jié)構(gòu)的共振頻率通常在200Hz1000Hz范圍，最大吸聲系數(shù)約為范圍，最大吸聲系數(shù)約為0.3

8、0.4，一般作為一般作為中頻中頻范圍的吸聲材料。范圍的吸聲材料。v薄板共振吸聲結(jié)構(gòu)的共振頻率通常在薄板共振吸聲結(jié)構(gòu)的共振頻率通常在80Hz300Hz范圍范圍三、穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)三、穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)v由穿孔板構(gòu)成的共振吸聲結(jié)構(gòu)被稱(chēng)做穿孔由穿孔板構(gòu)成的共振吸聲結(jié)構(gòu)被稱(chēng)做穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)，它也是工程中常用的共板共振吸聲結(jié)構(gòu)，它也是工程中常用的共振吸聲結(jié)構(gòu)。振吸聲結(jié)構(gòu)。v對(duì)于多孔共振吸聲結(jié)構(gòu)對(duì)于多孔共振吸聲結(jié)構(gòu)，實(shí)際上可以看成，實(shí)際上可以看成單孔共振吸聲結(jié)構(gòu)的并聯(lián)結(jié)構(gòu)，因此，多單孔共振吸聲結(jié)構(gòu)的并聯(lián)結(jié)構(gòu)，因此，多孔共振吸聲結(jié)構(gòu)的吸聲性能要比單孔共振孔共振吸聲結(jié)構(gòu)的吸聲性能要比單孔共振吸聲結(jié)構(gòu)的吸

9、聲效果好，通過(guò)孔參數(shù)的優(yōu)吸聲結(jié)構(gòu)的吸聲效果好，通過(guò)孔參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)可以有效改善其吸聲頻帶等性能。化設(shè)計(jì)可以有效改善其吸聲頻帶等性能。 v單孔共振吸聲結(jié)構(gòu)單孔共振吸聲結(jié)構(gòu)VtdtVdCfr4224d22maxAVtd剛性壁面D穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)tDPctADScfr22穿孔率的計(jì)算穿孔率的計(jì)算1 1）當(dāng)圓孔為正方形排列時(shí)）當(dāng)圓孔為正方形排列時(shí)2 2）當(dāng)孔為等邊三角形排列時(shí)）當(dāng)孔為等邊三角形排列時(shí)dB24BdPdB232BdPv一般穿孔率一般穿孔率P控制在控制在1% 10%，最高不超，最高不超過(guò)過(guò)20%，若超過(guò)，若超過(guò)20%不起共振吸聲作用，不起共振吸聲作用，變成護(hù)面板了。變成護(hù)

10、面板了。v孔徑孔徑d一般為一般為2mm4mm，空腔深度為，空腔深度為10cm25cm，板厚為，板厚為2mm5mm。為拓寬。為拓寬吸聲頻率范圍，也可在板內(nèi)加上吸聲材料吸聲頻率范圍，也可在板內(nèi)加上吸聲材料，為拓寬吸聲頻率范圍，也可在板內(nèi)加上，為拓寬吸聲頻率范圍，也可在板內(nèi)加上吸聲材料，添加吸聲材料要靠近穿孔板。吸聲材料，添加吸聲材料要靠近穿孔板。 吸聲帶寬吸聲帶寬 假設(shè)在假設(shè)在f0處的最大吸聲系數(shù)為處的最大吸聲系數(shù)為max，則在，則在f0附近附近能保持吸聲系數(shù)為能保持吸聲系數(shù)為max /2的頻帶寬度的頻帶寬度f(wàn)為吸聲為吸聲帶寬。帶寬。 吸聲系數(shù)高于吸聲系數(shù)高于max /2的頻帶寬度：的頻帶寬度：D

11、cffr24四、微穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)四、微穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)v由于穿孔板的聲阻很小，因此吸聲頻帶很窄。為由于穿孔板的聲阻很小，因此吸聲頻帶很窄。為使穿孔板結(jié)構(gòu)在較寬的范圍內(nèi)有效地吸聲，必須使穿孔板結(jié)構(gòu)在較寬的范圍內(nèi)有效地吸聲，必須在穿孔板背后填充大量的多孔材料或敷上聲阻較在穿孔板背后填充大量的多孔材料或敷上聲阻較高的紡織物。但是，如果把穿孔直徑減小到高的紡織物。但是，如果把穿孔直徑減小到1mm以下，則不需另加多孔材料也可以使它的聲阻增以下，則不需另加多孔材料也可以使它的聲阻增大，這就是微穿孔板。大，這就是微穿孔板。v 微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)的理論是我國(guó)著名聲學(xué)專(zhuān)家，微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)的理論是我國(guó)著名聲

12、學(xué)專(zhuān)家，中科院院士馬大猷教授于中科院院士馬大猷教授于20世紀(jì)世紀(jì)70年代提出來(lái)的年代提出來(lái)的。v在板厚小于在板厚小于1.0mm薄板上穿以孔徑小于薄板上穿以孔徑小于1.0mm的的微孔，穿孔率在微孔，穿孔率在15之間，后部留有一定厚之間，后部留有一定厚度（如度（如520cm）的空氣層，空氣層內(nèi)不填任何）的空氣層，空氣層內(nèi)不填任何吸聲材料，這樣即構(gòu)成了微穿孔吸聲結(jié)構(gòu)，常用吸聲材料，這樣即構(gòu)成了微穿孔吸聲結(jié)構(gòu)，常用的多是單層或雙層微穿孔板結(jié)構(gòu)形式。的多是單層或雙層微穿孔板結(jié)構(gòu)形式。v 微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)是一種低聲質(zhì)量，高聲阻的共微穿孔板吸聲結(jié)構(gòu)是一種低聲質(zhì)量，高聲阻的共振吸聲結(jié)構(gòu)，其性能介于多孔吸聲材料

13、和共振吸振吸聲結(jié)構(gòu)，其性能介于多孔吸聲材料和共振吸聲結(jié)構(gòu)之間，其吸聲頻率寬度可優(yōu)于常規(guī)的穿孔聲結(jié)構(gòu)之間，其吸聲頻率寬度可優(yōu)于常規(guī)的穿孔板共振吸聲結(jié)構(gòu)。板共振吸聲結(jié)構(gòu)。第四節(jié)第四節(jié) 室內(nèi)聲場(chǎng)和吸聲降噪室內(nèi)聲場(chǎng)和吸聲降噪v擴(kuò)散聲場(chǎng)擴(kuò)散聲場(chǎng) 室內(nèi)聲能密度處處相同，在任何一點(diǎn)上，室內(nèi)聲能密度處處相同，在任何一點(diǎn)上，從各個(gè)方向傳來(lái)的聲波幾率相等，聲波相位從各個(gè)方向傳來(lái)的聲波幾率相等，聲波相位是無(wú)規(guī)則的，這樣的聲場(chǎng)稱(chēng)作擴(kuò)散聲場(chǎng)。是無(wú)規(guī)則的，這樣的聲場(chǎng)稱(chēng)作擴(kuò)散聲場(chǎng)。 直達(dá)直達(dá)聲場(chǎng)：從聲源直接到達(dá)聲場(chǎng)：從聲源直接到達(dá)接受點(diǎn)接受點(diǎn)的直達(dá)聲形成的直達(dá)聲形成的聲場(chǎng)。的聲場(chǎng)。 混響混響聲場(chǎng)：經(jīng)過(guò)房間面壁一次和多次聲場(chǎng)

14、：經(jīng)過(guò)房間面壁一次和多次反射反射后到達(dá)后到達(dá)接受點(diǎn)的反射聲形成的聲場(chǎng)。接受點(diǎn)的反射聲形成的聲場(chǎng)。一、室內(nèi)聲場(chǎng)中的聲能密度和聲壓級(jí)一、室內(nèi)聲場(chǎng)中的聲能密度和聲壓級(jí)所以直達(dá)聲聲能密度：所以直達(dá)聲聲能密度：crWRd24又由于：又由于：22cped所以直達(dá)聲聲壓級(jí)為：所以直達(dá)聲聲壓級(jí)為：24lg10rRLLwpd1 1、直達(dá)聲場(chǎng)、直達(dá)聲場(chǎng)2 2、混響聲場(chǎng)、混響聲場(chǎng)自由程自由程：在室內(nèi)聲場(chǎng)中，聲波每相鄰兩次反射所：在室內(nèi)聲場(chǎng)中，聲波每相鄰兩次反射所經(jīng)過(guò)的路程。經(jīng)過(guò)的路程。平均自由程平均自由程：聲波經(jīng)過(guò)多次反射距離的平均值：聲波經(jīng)過(guò)多次反射距離的平均值 （d d）。）。由理論和實(shí)驗(yàn)均證實(shí)不論空間形狀如何

15、，均有：由理論和實(shí)驗(yàn)均證實(shí)不論空間形狀如何，均有：SVd4其中：其中：V V為房間體積，為房間體積，S S為房間總表面積。為房間總表面積。設(shè)聲音在設(shè)聲音在1 1秒鐘內(nèi)傳播的距離為秒鐘內(nèi)傳播的距離為c c米，則米，則1 1秒鐘內(nèi)的平均秒鐘內(nèi)的平均反射次數(shù)為：反射次數(shù)為：VcSdcn4設(shè)聲源單位時(shí)間發(fā)出的聲功率為設(shè)聲源單位時(shí)間發(fā)出的聲功率為W W，則當(dāng)聲波被房間，則當(dāng)聲波被房間壁面部分吸收后剩余的聲能量為壁面部分吸收后剩余的聲能量為: :)1 (W設(shè)設(shè)混響聲混響聲平均聲能密度為平均聲能密度為 ，則，則單位時(shí)間單位時(shí)間被吸收被吸收的聲能量為：的聲能量為：亦即：聲源提供的混響聲能量。亦即：聲源提供的混

16、響聲能量。rVcSVr4當(dāng)單位時(shí)間內(nèi)聲源貢獻(xiàn)的混響聲能與被吸收的混當(dāng)單位時(shí)間內(nèi)聲源貢獻(xiàn)的混響聲能與被吸收的混響聲能相等時(shí)，體系達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，即：響聲能相等時(shí)，體系達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，即：所以，室內(nèi)混響聲場(chǎng)平均聲能密度為：所以，室內(nèi)混響聲場(chǎng)平均聲能密度為：設(shè)：設(shè)：1SRVcSVWr4)1 (cRWcSWr414R R：房間常數(shù)，：房間常數(shù)，m m2 2又由于直達(dá)聲聲能平均密度為：又由于直達(dá)聲聲能平均密度為： 當(dāng)室內(nèi)存在混響時(shí)，室內(nèi)某點(diǎn)的平均聲能密當(dāng)室內(nèi)存在混響時(shí)，室內(nèi)某點(diǎn)的平均聲能密度應(yīng)等于直達(dá)聲和混響聲能密度之和，即：度應(yīng)等于直達(dá)聲和混響聲能密度之和，即：RrRcWcRWcrWRrd444422把直

17、達(dá)聲場(chǎng)和混響聲場(chǎng)疊加形成總聲場(chǎng)。把直達(dá)聲場(chǎng)和混響聲場(chǎng)疊加形成總聲場(chǎng)。3、房間內(nèi)總聲壓級(jí)、房間內(nèi)總聲壓級(jí)crWRd24例例.在在7.62m6.09m3.66m的室內(nèi)，其平均吸聲系數(shù)的室內(nèi)，其平均吸聲系數(shù)為為0.2，求距離一個(gè)，求距離一個(gè)2W各向同性聲源各向同性聲源4.57m處的聲能處的聲能密度。密度。解：解： 例例.在在7.62m6.09m3.66m的室內(nèi)，其平均吸聲系數(shù)的室內(nèi)，其平均吸聲系數(shù)為為0.2，求距離一個(gè)，求距離一個(gè)2W各向同性聲源各向同性聲源4.57m處的聲能處的聲能密度。密度。解：解： 而而 C=344m/s CRWCrWrd4421SR23 .482 . 0117.1932 .

18、0mR342/1004. 53 .483442434457. 442mJ 217.193209. 666. 366. 362. 709. 662. 7mS又因?yàn)槁暷苊芏扰c有效聲壓是平方正比關(guān)系，即：又因?yàn)槁暷苊芏扰c有效聲壓是平方正比關(guān)系，即：則：則： RrRcWcRrRcWPe44442222所以混響聲壓級(jí)為：所以混響聲壓級(jí)為：RrRLPPLWep44lg10lg1022022cped例例.在一個(gè)在一個(gè)20157m3的房間內(nèi)，平均吸聲系數(shù)為的房間內(nèi)，平均吸聲系數(shù)為0.35，混響聲壓是，混響聲壓是1.5Pa，特性阻抗，特性阻抗408Pas/m，試求聲源，試求聲源的聲功率。的聲功率。解：解：例例.

19、在一個(gè)在一個(gè)20157m3的房間內(nèi)，平均吸聲系數(shù)為的房間內(nèi)，平均吸聲系數(shù)為0.35，混響聲壓是，混響聲壓是1.5Pa，特性阻抗，特性阻抗408Pas/m，試求聲源，試求聲源的聲功率。的聲功率。解：房間常數(shù)解：房間常數(shù)由公式由公式 和和 得得則則29 .586715272021520235. 0135. 01mSRRCWr422cpcpRW24WcpRWe81. 04085 . 149 .586422 從混響聲壓級(jí)公式可看出：公式中第一項(xiàng)從混響聲壓級(jí)公式可看出：公式中第一項(xiàng)Lw為直達(dá)為直達(dá)聲，第二項(xiàng)為混響聲。聲，第二項(xiàng)為混響聲。當(dāng)當(dāng) 時(shí)，即時(shí)，即 r 很小，聲場(chǎng)以直達(dá)聲為主；很小，聲場(chǎng)以直達(dá)聲為

20、主；當(dāng)當(dāng) 時(shí)時(shí) ，即，即 r 很大，聲場(chǎng)以混響聲為主；很大，聲場(chǎng)以混響聲為主；當(dāng)當(dāng) 時(shí)，直達(dá)聲聲能密度與混響聲聲能密度時(shí)，直達(dá)聲聲能密度與混響聲聲能密度相等，這時(shí)相等，這時(shí)r稱(chēng)為臨界半徑，即：稱(chēng)為臨界半徑，即：當(dāng)當(dāng)R1時(shí)的臨界半徑又稱(chēng)為混響半徑。時(shí)的臨界半徑又稱(chēng)為混響半徑。R RR R1414. .0 0 r rRrR442RrR442RrR4424、混響半徑、混響半徑v當(dāng)接受點(diǎn)與聲源距離大于臨界半徑時(shí)，即混響當(dāng)接受點(diǎn)與聲源距離大于臨界半徑時(shí)，即混響聲占主導(dǎo)地位，則吸聲降噪處理效果明顯；聲占主導(dǎo)地位，則吸聲降噪處理效果明顯；v當(dāng)接受點(diǎn)與聲源距離小于臨界半徑時(shí)，即直達(dá)當(dāng)接受點(diǎn)與聲源距離小于臨界半

21、徑時(shí)，即直達(dá)聲占主導(dǎo)地位，則吸聲降噪處理效果不明顯。聲占主導(dǎo)地位，則吸聲降噪處理效果不明顯。5、典型室內(nèi)聲場(chǎng)、典型室內(nèi)聲場(chǎng)v自由聲場(chǎng)和消聲室自由聲場(chǎng)和消聲室 房間內(nèi)吸聲系數(shù)為房間內(nèi)吸聲系數(shù)為1 1，房間常數(shù)為無(wú)窮大，形，房間常數(shù)為無(wú)窮大，形成無(wú)反射的自由聲場(chǎng)。成無(wú)反射的自由聲場(chǎng)。消聲室消聲室 全消聲室全消聲室 半消聲室半消聲室 用途：用途： 聲功率測(cè)量聲功率測(cè)量 聲源的識(shí)別和分析聲源的識(shí)別和分析 聲音設(shè)備的輻射特性聲音設(shè)備的輻射特性南南通通大大學(xué)學(xué)5、典型室內(nèi)聲場(chǎng)、典型室內(nèi)聲場(chǎng)v擴(kuò)散聲場(chǎng)和混響室擴(kuò)散聲場(chǎng)和混響室 房間內(nèi)聲能密度處處相等，聲能量向各方向傳遞房間內(nèi)聲能密度處處相等，聲能量向各方向傳

22、遞的概率相等，房間內(nèi)聲波相位無(wú)規(guī)和不相干的概率相等，房間內(nèi)聲波相位無(wú)規(guī)和不相干。 混響室混響室南南通通大大學(xué)學(xué)二、室內(nèi)聲衰減和混響時(shí)間二、室內(nèi)聲衰減和混響時(shí)間v當(dāng)聲源開(kāi)始向室內(nèi)輻射聲能時(shí)，聲波在室當(dāng)聲源開(kāi)始向室內(nèi)輻射聲能時(shí)，聲波在室內(nèi)空間傳播，當(dāng)遇到壁面時(shí)，部分聲能被內(nèi)空間傳播，當(dāng)遇到壁面時(shí)，部分聲能被吸收，部分被反射；在聲波的繼續(xù)傳播中吸收，部分被反射；在聲波的繼續(xù)傳播中多次被吸收和反射，在空間就形成了一定多次被吸收和反射，在空間就形成了一定的聲能密度分布。隨著聲源不斷供給能量的聲能密度分布。隨著聲源不斷供給能量，室內(nèi)聲能密度將隨時(shí)間而增加。，室內(nèi)聲能密度將隨時(shí)間而增加。v最終單位時(shí)間內(nèi)被室

23、內(nèi)吸收的聲能與聲源最終單位時(shí)間內(nèi)被室內(nèi)吸收的聲能與聲源供給聲能相等，室內(nèi)聲能密度不再增加，供給聲能相等，室內(nèi)聲能密度不再增加，處于穩(wěn)定狀態(tài)。事實(shí)上，在一般情況下，處于穩(wěn)定狀態(tài)。事實(shí)上，在一般情況下，大約只需大約只需12s的時(shí)間，聲能密度的分布即的時(shí)間，聲能密度的分布即接近于穩(wěn)態(tài)。接近于穩(wěn)態(tài)。由于室內(nèi)存在混響，聲源停止發(fā)聲后，室內(nèi)由于室內(nèi)存在混響，聲源停止發(fā)聲后，室內(nèi)受聲點(diǎn)上的聲能量不會(huì)立即消失，要受聲點(diǎn)上的聲能量不會(huì)立即消失，要持續(xù)一持續(xù)一段時(shí)間段時(shí)間，這一段時(shí)間內(nèi)持續(xù)的聲音成為，這一段時(shí)間內(nèi)持續(xù)的聲音成為“混混響聲響聲”。這種現(xiàn)象稱(chēng)作室內(nèi)混響。這種現(xiàn)象稱(chēng)作室內(nèi)混響 當(dāng)聲音經(jīng)過(guò)當(dāng)聲音經(jīng)過(guò)第第1

24、次次反射后，反射后，平均聲能密度降低為：平均聲能密度降低為：101 當(dāng)聲音經(jīng)過(guò)當(dāng)聲音經(jīng)過(guò)第第2次次反射后，反射后，平均聲能密度降低為：平均聲能密度降低為： 當(dāng)聲音經(jīng)過(guò)當(dāng)聲音經(jīng)過(guò)第第n次次反射后，反射后，平均聲能密度降低為：平均聲能密度降低為：由于在由于在t秒內(nèi)總反射次數(shù)為：秒內(nèi)總反射次數(shù)為：tVcS42021nn10則則t t秒后的平均聲能密度為：秒后的平均聲能密度為：tVcSt401 又由于聲能密度與有效聲壓是平方正比關(guān)系，又由于聲能密度與有效聲壓是平方正比關(guān)系，所以有：所以有：tVcSeetPP42021 當(dāng)聲能密度衰減到原來(lái)的當(dāng)聲能密度衰減到原來(lái)的百萬(wàn)分之一時(shí)百萬(wàn)分之一時(shí)所需要所需要的時(shí)

25、間，即的時(shí)間，即聲壓級(jí)衰減聲壓級(jí)衰減60dB60dB所需要的時(shí)間，稱(chēng)為所需要的時(shí)間，稱(chēng)為混響時(shí)間混響時(shí)間所以有：所以有：1ln161. 01ln3 .5560SVcSVT 當(dāng)聲音為高頻區(qū)聲音，聲音傳播過(guò)程中空氣當(dāng)聲音為高頻區(qū)聲音，聲音傳播過(guò)程中空氣吸聲不能不考慮，吸聲不能不考慮，t秒內(nèi)傳播距離為秒內(nèi)傳播距離為ct，經(jīng)空，經(jīng)空氣吸收后聲能密度降為原來(lái)的氣吸收后聲能密度降為原來(lái)的e-mct，其中，其中m為為聲音衰減常數(shù)，單位為聲音衰減常數(shù)，單位為m-1，則，則t秒后平均聲能秒后平均聲能密度衰減為：密度衰減為：mcttVcSte401則：則：mVSVmVccSVT41ln161. 041ln2 .55601）當(dāng)聲音頻率低于）當(dāng)聲音頻率低于2000Hz時(shí)，時(shí)，m可忽略，也即：可忽略，也即：1ln161. 060SVT2）當(dāng)聲音頻率低于）當(dāng)聲音頻率低于2000Hz，且平均吸聲系數(shù)小于，且平均吸聲系數(shù)小于0.2時(shí)，有：時(shí)，有：1ln此時(shí)混響時(shí)間為：此時(shí)混響時(shí)間為：SVT161