反射系数和透射系数课件

环境噪声控制工程环境噪声控制工程环境噪声控制工程1 1内内 容容 组组 成成绪论绪论声学的基础知识声学的基础知识噪声测量技术噪声测量技术环境噪声影响评价环境噪声影响评价噪声控制技术噪声控制技术噪声控制技术应用噪声控制技术应用内 容 组 成绪论2 2Chapter 2 Chapter 2 声学基础知识声学基础知识 声音的产生和传播声音的产生和传播声波的描述声波的描述声波的传播特性声波的传播特性声源的辐射特性声源的辐射特性Chapter 2 声学基础知识 声音的产生和传播3 3一、声音的产生和传播一、声音的产生和传播声波：依靠介质质点的震动向外传播。声波：依靠介质质点的震动向外传播。（声能向前推进着的空气振动）（声能向前推进着的空气振动）声音传播的实质：声音传播的实质：是指物体振动形式的传播（声振动的传播）是指物体振动形式的传播（声振动的传播）。声场：有声波传播的空间叫声场。声场：有声波传播的空间叫声场。声学基础知识声学基础知识声学基础知识声学基础知识一、声音的产生和传播声波：依靠介质质点的震动向外传播。声学基4 4Chapter 2 Chapter 2 声学基础知识声学基础知识 声音的产生和传播声音的产生和传播声波的描述声波的描述声波的传播特性声波的传播特性声源的辐射特性声源的辐射特性Chapter 2 声学基础知识 声音的产生和传播5 5二、二、声波的描述声波的描述 描述声波的基本物理量描述声波的基本物理量周期、频率、波长、周期、频率、波长、周期、频率、波长、周期、频率、波长、声速声速声速声速 声音的物理量度声音的物理量度 声波的类型声波的类型声学基础知识声学基础知识声学基础知识声学基础知识二、声波的描述 描述声波的基本物理量声学基础知识6 6n 描述声波的基本物理量描述声波的基本物理量周期（周期（周期（周期（T)T)T)T)质点振动每往复一次所需要的时间，单位为秒（质点振动每往复一次所需要的时间，单位为秒（质点振动每往复一次所需要的时间，单位为秒（质点振动每往复一次所需要的时间，单位为秒（s s s s）声波频率声波频率声波频率声波频率(f)(f)(f)(f)一秒钟内媒质质点振动的次数，单位为赫兹一秒钟内媒质质点振动的次数，单位为赫兹一秒钟内媒质质点振动的次数，单位为赫兹一秒钟内媒质质点振动的次数，单位为赫兹(Hz)(Hz)(Hz)(Hz)频率范频率范频率范频率范围围围围(Hz)(Hz)(Hz)(Hz)20202020000200002000020000声音声音声音声音定义定义定义定义次次次次声声声声2000200020002000超超超超声声声声低频声低频声低频声低频声 中频声中频声中频声中频声 高频声高频声高频声高频声音频声音频声音频声音频声二、声波的描述二、声波的描述二、声波的描述二、声波的描述 描述声波的基本物理量周期（T)频率范围(Hz)L/L/L/L/，线声源视为，线声源视为，线声源视为，线声源视为点声源。点声源。点声源。点声源。LAr0三、三、三、三、声波的传播特性声波的传播特性声波的传播特性声波的传播特性 线声源的扩散衰减r0L/，线声源视为无限长线声源：L7676 矩形面声源矩形面声源的扩散衰减的扩散衰减n nr r r r0 0 0 0a/a/a/a/，声源辐射，声源辐射，声源辐射，声源辐射平面声波，声压不衰平面声波，声压不衰平面声波，声压不衰平面声波，声压不衰减。减。减。减。n na/a/a/a/rrrr0 0 0 0 b/b/b/b/b/b/b/，面声源视为，面声源视为，面声源视为，面声源视为点声源。点声源。点声源。点声源。abAr0ab三、三、三、三、声波的传播特性声波的传播特性声波的传播特性声波的传播特性 矩形面声源的扩散衰减r0a/，声源辐射平面声波，声7777 空气吸收引起的附加衰减空气吸收引起的附加衰减AaAa空气吸收空气吸收空气吸收空气吸收(经典吸收经典吸收经典吸收经典吸收)：因空气的因空气的因空气的因空气的粘滞性和热传导粘滞性和热传导粘滞性和热传导粘滞性和热传导，在压缩和膨胀过程中，使一，在压缩和膨胀过程中，使一，在压缩和膨胀过程中，使一，在压缩和膨胀过程中，使一部分声能转化为热能而损耗。部分声能转化为热能而损耗。部分声能转化为热能而损耗。部分声能转化为热能而损耗。弛豫弛豫弛豫弛豫吸收：吸收：吸收：吸收：是指空气分子转动或振动时存在是指空气分子转动或振动时存在是指空气分子转动或振动时存在是指空气分子转动或振动时存在固有频率固有频率固有频率固有频率，当声波的，当声波的，当声波的，当声波的频率接近这些频率时要发生能量交换，使声能耗散。频率接近这些频率时要发生能量交换，使声能耗散。频率接近这些频率时要发生能量交换，使声能耗散。频率接近这些频率时要发生能量交换，使声能耗散。能能能能量交换的过程都有滞后现象量交换的过程都有滞后现象量交换的过程都有滞后现象量交换的过程都有滞后现象。三、三、三、三、声波的传播特性声波的传播特性声波的传播特性声波的传播特性 空气吸收引起的附加衰减Aa空气吸收(经典吸收)：三、声7878 例例88点声源在空气相对湿度点声源在空气相对湿度点声源在空气相对湿度点声源在空气相对湿度20%20%20%20%、气温、气温、气温、气温20202020下辐射噪下辐射噪下辐射噪下辐射噪声，已知：距声源声，已知：距声源声，已知：距声源声，已知：距声源20m20m20m20m处的处的处的处的500Hz500Hz500Hz500Hz和和和和4000Hz4000Hz4000Hz4000Hz的声的声的声的声压级均为压级均为压级均为压级均为100dB100dB100dB100dB，问，问，问，问120m120m120m120m、800m800m800m800m处两频率的声压处两频率的声压处两频率的声压处两频率的声压级各位多少？级各位多少？级各位多少？级各位多少？三、三、三、三、声波的传播特性声波的传播特性声波的传播特性声波的传播特性声压衰减常数声压衰减常数dB/mdB/m例8点声源在空气相对湿度20%、气温20下辐射噪声，已7979 地面吸收的附加衰减地面吸收的附加衰减AgAg 当地面是当地面是当地面是当地面是非刚性表面非刚性表面非刚性表面非刚性表面时：时：时：时：地面吸收将会对声传播产生附加衰减，但短距地面吸收将会对声传播产生附加衰减，但短距地面吸收将会对声传播产生附加衰减，但短距地面吸收将会对声传播产生附加衰减，但短距离（离（离（离（30-50m30-50m30-50m30-50m）其衰减可以忽略，而在）其衰减可以忽略，而在）其衰减可以忽略，而在）其衰减可以忽略，而在70m70m70m70m以上应以上应以上应以上应予以考虑。予以考虑。予以考虑。予以考虑。声波在声波在声波在声波在厚的草地上面或穿过灌木丛厚的草地上面或穿过灌木丛厚的草地上面或穿过灌木丛厚的草地上面或穿过灌木丛传播时传播时传播时传播时:在频率为在频率为在频率为在频率为1000Hz1000Hz1000Hz1000Hz时的附加衰减较大，可高达时的附加衰减较大，可高达时的附加衰减较大，可高达时的附加衰减较大，可高达 25 dB/100m 25 dB/100m 25 dB/100m 25 dB/100m。附加衰减量的近似计算公式为：附加衰减量的近似计算公式为：附加衰减量的近似计算公式为：附加衰减量的近似计算公式为：三、三、三、三、声波的传播特性声波的传播特性声波的传播特性声波的传播特性声波的声波的频率，频率，HzHz传播距传播距离，离，m m 地面吸收的附加衰减Ag 当地面是非刚性表面时：三、声波8080 地面吸收的附加衰减地面吸收的附加衰减AgAg 声波穿过树木或者森林时，不同树林的衰减声波穿过树木或者森林时，不同树林的衰减相差很大，在相差很大，在10001000赫兹时：赫兹时：浓密的常绿树树冠浓密的常绿树树冠 23 dB 23 dB100m100m地面上稀疏的树干地面上稀疏的树干 3 dB 3 dB100m100m各种各种树林树林平均的附加衰减大致为：平均的附加衰减大致为：三、三、三、三、声波的传播特性声波的传播特性声波的传播特性声波的传播特性 地面吸收的附加衰减Ag 声波穿过树木或者森林时，不同8181 声屏障衰减声屏障衰减A Ab b b b当声源与接收点之间存在当声源与接收点之间存在当声源与接收点之间存在当声源与接收点之间存在密实材料密实材料密实材料密实材料形成的障碍形成的障碍形成的障碍形成的障碍物时会产生显著的附加衰减，这样的障碍物称物时会产生显著的附加衰减，这样的障碍物称物时会产生显著的附加衰减，这样的障碍物称物时会产生显著的附加衰减，这样的障碍物称为为为为声屏障。声屏障。声屏障。声屏障。三、三、三、三、声波的传播特性声波的传播特性声波的传播特性声波的传播特性 声屏障衰减Ab当声源与接收点之间存在密实材料形成的障碍物8282 声屏障衰减声屏障衰减A Ab b b b声波遇到屏障时会产生反射、透射和衍射三种传声波遇到屏障时会产生反射、透射和衍射三种传声波遇到屏障时会产生反射、透射和衍射三种传声波遇到屏障时会产生反射、透射和衍射三种传播现象。播现象。播现象。播现象。屏障的作用：屏障的作用：屏障的作用：屏障的作用：阻挡直达声的传播阻挡直达声的传播阻挡直达声的传播阻挡直达声的传播 隔绝透射声隔绝透射声隔绝透射声隔绝透射声 并使衍射声有足够的衰减并使衍射声有足够的衰减并使衍射声有足够的衰减并使衍射声有足够的衰减声屏障的附加衰减与声屏障的附加衰减与声屏障的附加衰减与声屏障的附加衰减与声源及接收点相对屏障的位声源及接收点相对屏障的位声源及接收点相对屏障的位声源及接收点相对屏障的位置、声屏障的高度及结构以及声波的频率置、声屏障的高度及结构以及声波的频率置、声屏障的高度及结构以及声波的频率置、声屏障的高度及结构以及声波的频率密切相密切相密切相密切相关。关。关。关。三、三、三、三、声波的传播特性声波的传播特性声波的传播特性声波的传播特性 声屏障衰减Ab声波遇到屏障时会产生反射、透射和衍射三种8383 气象条件的影响气象条件的影响A Am m m m雨、雪、露等对声波的散射会引起声能的衰减。但雨、雪、露等对声波的散射会引起声能的衰减。但雨、雪、露等对声波的散射会引起声能的衰减。但雨、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，大约每这种因素引起的衰减量很小，大约每这种因素引起的衰减量很小，大约每这种因素引起的衰减量很小，大约每1000m1000m1000m1000m衰减不衰减不衰减不衰减不到到到到0.5dB0.5dB0.5dB0.5dB，因此可以忽略不计。，因此可以忽略不计。，因此可以忽略不计。，因此可以忽略不计。风和温度梯度对声波传播的影响很大风和温度梯度对声波传播的影响很大风和温度梯度对声波传播的影响很大风和温度梯度对声波传播的影响很大。三、三、三、三、声波的传播特性声波的传播特性声波的传播特性声波的传播特性 气象条件的影响Am雨、雪、露等对声波的散射会引起声能的衰8484Chapter 2 Chapter 2 声学基础知识声学基础知识 声音的产生和传播声音的产生和传播声波的描述声波的描述声波的传播特性声波的传播特性声源的辐射特性声源的辐射特性Chapter 2 声学基础知识 声音的产生和传播8585四、声源的辐射特性四、声源的辐射特性声源的指向性：声源的指向性：声压分布随方向分布的不均匀性（噪声源辐射声压分布随方向分布的不均匀性（噪声源辐射声压分布随方向分布的不均匀性（噪声源辐射声压分布随方向分布的不均匀性（噪声源辐射强度分布情况）。强度分布情况）。强度分布情况）。强度分布情况）。指向性因数：指向性因数：所有方向上的平均声强所有方向上的平均声强所有方向上的平均声强所有方向上的平均声强 将某一方向上得声强将某一方向上得声强将某一方向上得声强将某一方向上得声强四、声源的辐射特性声源的指向性：8686四、声源的辐射特性四、声源的辐射特性自由声场自由声场中在某一方向中在某一方向上的声压级公式上的声压级公式D DI I是指向性指数是指向性指数（因子）（因子）四、声源的辐射特性自由声场中在某一方向上的声压级公式DI是8787四、声源的辐射特性四、声源的辐射特性自由声场自由声场中在某一方向中在某一方向上的声压级公式上的声压级公式四、声源的辐射特性自由声场中在某一方向上的声压级公式8888四、声源的辐射特性四、声源的辐射特性声源的指向性与声源的指向性与声源的尺寸声源的尺寸有关。有关。声源的尺寸大小与波长之比愈大，指向性就声源的尺寸大小与波长之比愈大，指向性就愈强。愈强。声源的指向性与声源的指向性与频率频率相关。相关。频率愈高指向性愈强。频率愈高指向性愈强。四、声源的辐射特性声源的指向性与声源的尺寸有关。8989几种典型几种典型声源的辐射特性声源的辐射特性声源类声源类声源类声源类型型型型 辐射特性辐射特性辐射特性辐射特性声压空声压空声压空声压空间分布间分布间分布间分布辐射效率辐射效率辐射效率辐射效率 点声点声点声点声源源源源 无指向性无指向性无指向性无指向性均匀均匀均匀均匀高高高高 线声线声线声线声源源源源 有一定的指有一定的指有一定的指有一定的指向性向性向性向性声偶极声偶极声偶极声偶极子子子子 有很强的方有很强的方有很强的方有很强的方向性向性向性向性 不均不均不均不均匀匀匀匀低低低低平面声平面声平面声平面声源源源源复杂的指向性复杂的指向性复杂的指向性复杂的指向性分布分布分布分布几种典型声源的辐射特性声源类型 辐射特性声压空间分布辐射9090反射系数和透射系数课件9191