声波的反射

上次课内容回顾
声压和声压级、声强和声强级、声功率和声功率级
声压级的叠加
n
Lp 10 lg( 100.1Lpi )(dB) i 1
3
2
81dB、 72dB 、
1
78dB、81dB
0
0
5
10
15
分贝相加曲线
上次课内容回顾
熟悉倍频程的 概念和划分
声压级的相减
Lp1 10lg(100.1Lp 100.1Lp2 )(dB)
4r12
0c
dx cos r1d , r0 r1 cos
θ d
P
p2
d p2
2 1
w0cd 4r0
w0c 4r0
(2
1 )
r0<<l时,无限长线声源：
Lp
Lw
10
lg
r0
6, L
400
LI LP 10 lg 0c (dB)
声强级
LI
10 lg
I I0
(dB), I0
1012W
/ m2
声压级
Lp
10lg
p2 p02
20lg
p p0
(dB),
p0
2105 Pa
声功率级
LW
10 lg W W0
(dB),W0
1012W
2.4 声波的频率、频谱、倍频程
声波的频率和频谱
6
4
ΔLpS/dB
2
0 0
5
10
ΔLpB/dB
分贝相减曲线
分贝相减近似计算参考表
ΔLpB/dB
≥10 6~9 4~5
3 ≤2
ΔLpS/dB
0 1 2 3 测量无效
小结
了解声波的产生和传播机理； 了解声波的类型； 掌握描述声波的相关物理量：声压和声压级、声强和
声强级、声功率和声功率级； 理解声音的频谱和倍频程； 重点掌握声压级的叠加运算。
I0
W0
• W0 I0
•
1
4 r
2
)
10 lg W W0
10
lg
1
4 r 2
LW
20 lg r 11
Lp LW 20lg r 11 DI
DI是指向性指数， DI 10lg R
L 20 lg r2 r1
2.7.2 点声源在半自由空间中的辐射
某一方向θ上的声压级计算
LI
10 lg
I I0
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：
R
I I
DI 10lg R
2.7.1 点声源在自由空间中的辐射
某一方向θ上的声压级计算
LI
10 lg
I I0
10
lg(
W
4 r
2
•
1 ) 10 lg( W
2.3 描述声波的基本物理量
声压：压强的改变量(p′- p0)(Pa)
E
1 2 V0
pA2
0c2
声能量： E
Ek
Ep
V0 2
0 (u2
1
02c2
p2)
V0
pA2
0c2
cos2 (t kx)
声能密度：
平 面
pe2
0c2
,
pe
pA 2
声 声功率： W cS
波
声强：
I pe2
0c
2.3 描述声波的基本物理量
2.1 声波的产生和传播
声源和弹性介质 纵波和横波 声场
周期：振动一次所需要的时间（s） 频率：介质元单位时间内所完成振动的次数（Hz） 波长：两个相邻的同相位点之间的距离（m） 声速：声波在弹性介质中的传播速度（m/s）
2.2 声波的类型
类型
波阵面 声线
声源类型
平面声波
垂直于传播 方向的平面
相互平行 的直线
6
4
ΔLpS/dB
2
0 0
5
ΔLpB/dB
Lp=88dB, Lp1=85dB Lp2=?
10
2.6 声波的反射、透射、衍射
rI I 1
pr prA cos(t k1x) ur urA cos(t k1x)
1c1
rp
prA piA
2c2 cosi 1c1 cost 2c2 cosi 1c1 cost
2c2 2c2
cosi cosi
1c1 cost 1c1 cost
I
It Ii
1c1 2c2
2 p
41c12c2 cosi cost 2c2 cosi 1c1 cost
2
声波的衍射
2.7 声源的辐射
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。
Lp1 10 lg(100.1Lp 100.1Lp2 )(dB)
3
2 ΔL'/dB
1
0 0
5
10
15
ΔLp/dB
分贝相加曲线
分贝相加近似计算参考表
L1-L2（dB） 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
△L=10lg[1+10-0.1(L1-L2 )]（dB） 3 2.5 2.1 1.8 1.5 1.2 1.0 0.8 0.6 0.5 0.4
p
ptA piA
22c2 cosi
2c2 cosi 1c1 cost
sini sint
c1
c2
r
i
pi piA cos(t k1x) ui uiA cos(t k1x)
t 2c2
pt ptA cos(t k2 x) ut utA cos(t k2 x)
2
rI
Ir Ii
rp2
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10
lg(
W
2 r
2
•
1 ) 10 lg( W
I0
W0
• W0 I0
•
1
2 r
2
)
10 lg W W0
10
lg
1
2 r 2
LW
20 lg r 8
Lp LW 20lg r 8 DI
L 20 lg r2 r1
2.7.3 线声源在（半）自由空间中的辐射
x
r0
r1
dx
dxcos
dp2
wdx
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
相关方程
p(x,t) pA cos(t kx) ux uA cos(t kx) uA pA / 0c
p r,t pA cos(t kr)
r
柱面声波
同轴圆柱面
线声源发出 的半径线
线声源
p pA
2 cos(t kr) kr
倍频程
f2 2n f1
Lp（dB）
Lp（dB）
Lp（dB）
离散谱 f（Hz）
连续谱 f（Hz）
复合谱
f（Hz）
2.5 声波的叠加
1.相干声波
2.不相干声波
W W1 W 2
n
W n W i i 1
pe2
pe12
pe
2 2
n
pen2
pei 2
i 1
级的叠加和相减
n
Lp 10 lg( 100.1Lpi )(dB) i 1
环境噪声控制工程
Environmental Noise Control Engineering
单长青
2.声波的基本性质及传播规律
2.1 声波的产生和传播 2.2 声波的类型 2.3 描述声波的基本物理量 2.4 声波的频率和噪声的频谱 2.5 声波的叠加（级的叠加） 2.6 声波的反射、折射和衍射 2.7 声源的辐射 2.8 声波在传播中的衰减