同济建筑物理-声学第1讲_第1页
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文档简介

2的基一般常用声压p来描述声波,在均匀的理想流体媒质中的小振幅声波的波动方2p12c2t其中▽2称 算符,在直角坐标系中

c为声速t为时间。声压p是空间(x、y、z)和时间t的函数,记为p(x、y、z、t),1声平面声波:当声波的波阵面是垂直于方向的一系列平面时的声波。若将振动活塞置于均匀直管的始端,管道的另一端伸向无穷。当活塞在平衡位置附近作小振幅的往复运动时,在管内同一截面上各质点将同时受到压缩或扩疏,具有相同的振幅和相位。这就是平面声波。球面声以将声源看成一个点,称为点声源。在各向同性的均匀媒质中,从一个表面同步胀缩的点声源发出的声波是球面声波,也就是在以声源点为球心,以任何r值为半径的球面上声波的相位相同。特点:振幅P0随距离r的增加而减少,二者成反比关系柱面声波阵面是同轴圆柱面的声波称为柱面声波,其声源一般可视为“线声源”。考虑最简单的柱面声波,声场与坐标系的角度和轴向长度无关,仅与径向半径w关一长串首尾相接的汽车看成不相干的线声源,将大面积发出的低频声波视作2.4.就是代表波的方向且处处与波阵面垂直的曲线。平面声波的方向总保持一个恒定方向,声线为相互平行的一系列直线。简单的球面波的声线是由声源点s发出的半径线(图2.1。柱面波的声线是由线声源发出的径向线。不计声波的波动特性,直接用声线来加以处理,其分析方法与几何光学中的光线2.5声像当声波频率较高,途径中遇到的物体的几何尺寸相对声波波长大很多时,常可暂时抛开声波的波动特性,直接用声线来声问题,这与几何光学中用光线来处理问题十分相似。如图2.2所示,一个点声源S位于一个相当大的墙面附近,在空R的总声压为两者的叠加。若将看成无限大的刚性壁面,对入射声波作完全的刚性反射。反射波就可看成从一个虚声源S’发出的。刚性壁面的作用等效于产生一个虚声源,好象光线在镜面的反射一样,称为镜像原理。虚声源S’称为声源S的声像。在R点接收到的声波可由点声源S发出的球面波和虚声S’出的球面波之和求得:PPdPsAcostkr 11Acostkrr2r22.2式中,PdPr分别为直达声和反射声的声压,r1r2分别为SS’R的距当物的几何尺寸远大于声波波长时,即对于高频声波,就可以应用声像法来处理反射问题。尤其是对一些不规则的反射面用波动方法难以处理,而用声像S’,只是虚声源S’的强度不等于实际声源S的强度,而需乘以复反射系数rp2.6强功声波在媒质中,一方面使媒质质点在平衡位置附近往复运动,产生动能。另一方面又使媒质不断地压缩扩张,产生形变势能。这两部分能量之和就是声波过程,使媒质具有的声能量。空间中存在声波的区域称为声场。声场中单位体积媒质所含有的声能量称为声能密度,记D,单位为焦(耳)每立方米,Jm3。瞬时声强,它是一个矢量。对于稳态声场,声强是指瞬时声强在一定时间T内的平均值。声I,单位为瓦特每平方米,w/m2。将单位时间内通过某一面积的声能称为声功率,单位为瓦,w对于在空间中的平面声波声能密度D o声 I

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