电磁声学基础知识入门(6)

2019-04-23 09:51

?艾润-努特生公式: ?T的意义:

60

?已知

V,S,α,可求T60

?已知V,S,确定T60,可进行房间音质设计 ?已知V,S,测定T60可求材料的α ?当α=1,T60→0,自由声场(消声室) ?当α=0 ,T60→∞,扩散声场(混响室)

?几个公式的关系 ?平均自由程 P315

?定义——平均自由程是声波相邻两次反射所经过的平均距离

?使用平均自由程推导

T60

lx3ly3lz=63735米3的混响室,室内除了有一扇4米2的木门外,

其他壁面都由磨光水泥做成。己知磨光水泥的平均吸声系数在250赫时为0.01,在4000赫时为0.02,木门的平均吸声系数在此二频率分别为0.05与0.1。 假定房间的温度为摄氏20度,相对湿度为50%,试求该混响室在此二频率时的混响时间。

2-4 混响半径(室内稳态声场的分析) 2-4-1 稳态混响平均声能密度 ?定义

?例:有一

? 与房间常数R

?公式推导

?结论

2-4-2 总稳态声压级

?室内声场总平均声能密度

?室内总稳态声压级SPL

?混响半径rc ?声能比ks

26

?声源指向性的影响

?Q

的定义——声源的指向性因数 P315

?室内总稳态声压级SPL公式修正

103734m3的矩形空间,已知室内的平均吸声系数 =0.2,试求该

房间的平均自由程d,房间常数R与混响时间T60(忽略空气吸收)。 2-5 室内吸声处理与常用吸声材料和结构 2-5-1 概念

?吸声系数——用以表征材料和结构吸声能力的基本参量P337

?某一种材料和结构对于不同频率的声波有不同的吸声系数,工程上通常采用125、250、500、1000、2000、4000 Hz六个频率的吸声系数来表示某一种材料和结构的吸声频率特性。 2-5-2 吸声材料的类型 ?多孔材料 ?结构组成 ?吸声原理 ?频响:

?薄——高频,厚——中、高频,空气层——中低频

?例:有一

?穿孔板结构

?结构组成

?吸声原理:类似于LC谐振回路

?频响

?共振板结构

?结构组成

?吸声原理 ?频响

?低频吸收,吸声量小,当声波频率与这一系统的固有频率相同而发生共振时,

消耗大量能量。

?幕帘

?中高频吸声体:一般可以将帘幕看成是薄的多孔材料。 ?如果将它贴墙悬挂时,主要吸收高频声

?空间吸声体

?壁面吸声不够用时

?计算吸声系数常大于1。

?尖劈——全频响应,用于消声室

27

?可变吸声体

?观众和座椅

2-5-3 吸声材料的选用 ?按频率分:

?全频带 100~5KHz 多孔材料+空气层+穿孔板(厚度) ?中高频 500(或1K)~5KHz 多孔材料(较厚) ?高频 2KHz以上 多孔材料(较薄) ?中频 300~2KHz 穿孔板 ?低频 300Hz以下 共振板

?五种基本方式和典型的吸声特性P338 ?吸声材料与结构的选用原则 ?满足声学环境的要求 ?室内空气质量 ?建筑节能

?装饰效果和美学要求 ?吸声材料合理搭配 2-5-4 房间结构设计 ?防止厅堂的音质缺陷

?厅堂的音质缺陷主要指回声、颤动回声、声聚焦、声影、声染色等声学现象。 ?音质缺陷的出现主要与厅堂的体型有关。

?曲面反射与声聚焦

?其中

Z为圆心,r为曲率半径,Q为声源,q为声源到反射面的距离,F为接收点,b为反射面到接收点的距离 ?r,q,b的关系为:

?r=q=b

?q>r,r/2

2-6 噪声控制 隔声 ?标准

?措施

2-6-1 噪声控制的一般要求

?厅堂内的噪声主要来自三个方面: ?一是建筑物内设备的噪声 ?二是外界传入观众厅的噪声

?三是与本建筑物相关设施的其他噪声源

28

2-6-2 室内噪声标准

?“安静的衡量标准”——信噪比 ?A计权

?NC——噪声评价曲线 ?NR——ISO提供

各类观众厅内噪声限值

2-6-3 隔声措施的一般原则

?外界噪声传入室内的两个途径:P340

?空气声

?固体声

?隔声原则

?抑制噪声源 ?正确选址 ?隔声措施 ?隔声: ?空气声 ?隔振: ?固体声

高频

低频 振动

2-6-4 建筑构件的空气声隔声量 ?透声系数与隔声量

?单层密实均匀结构的隔声——“质量作用”定律

?例:有一堵砖墙,厚度

D=0.1m,ρ=2000kg/m3,对于f=1000Hz的声波的隔声

量是多少?

?双密实均匀结构的隔声

?双层墙同样随?避免声桥

?中间可悬挂吸声材料 ?谐振点

f增加而TL增加

2-7 房间音质设计 2-7-1 最佳混响时间

?不同大小、不同用途、不同节目、不同演出规模的厅堂的最佳混响时间是不同的。

?一般来讲,用于音乐的厅堂对混响时间的要求长一些,使人们听起来有丰满感,而用于语言的厅堂则要求短一些的混响时间,以保证足够的清晰度。

播音室吸声处理设计实例 ?房间参数 ?5.9*4.5*3.0 m

29

?S=115.5m2 ?V=79.65m3 ?主要用途

?汉语播音,查得最佳混响时间曲线 ?设计

?计算公式:努特森公式

500座电影院音质设计 ?厅堂音质设计的要求

?五大基本要求,即合适的响度、均匀的声场分布、合适的混响时间、较高的清晰度和丰满度以及无音质缺陷等。 ?所研究电影院的参数

?厅堂的容积确定,厅堂的体型设计 ?预计使用的吸声材料

?混响时间的估算(空场、满场) ?改造

第三章 电——力——声类比 ?什么是类比?

?为什么要运用电力声类比? 换能器:话筒、扬声器 3-1 机械振动系统 ?3-1-1 声

?从振动和波动理论来讨论“声”和“声源”?声源的几种类型 ?自由振动 ?衰减振动 ?受迫振动

3-1-2 质点的振动(单振子)

?自由振动P8 ?衰减振动 ?受迫振动

3-2 动力类比法

3-2-1 电——力类比 ?电路的基本概念

?电源是电动势为

?电路运动方程为

?回路中电流为

30


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