声速起伏环境下声场时间相关性数值分析近年来，随着科技发展和科学技术的进步，对环境声场时间相关性数值的分析变得越来越重要，研究起伏性环境声场振动幅度和时间相关性数值也成为重要研究课题。因此，本文针对测量出的声速起伏环境声场进行时间相关性数值的分析，获取声速起伏环境中的空气振动的幅值和时间相关性数据。
声速起伏环境的时间相关性分析首先是测量环境声场幅值的过程，需要使用特定的计算机技术，如声学测量技术，传感器技术等来进行精确测量，以确定声速起伏环境中空气振动的幅值，这些数据反映了空气中噪声出现的原始信息，从而为研究声速起伏环境中的时间相关性提供依据。
其次，为了获得声速起伏环境中空气振动的时间相关性数据，需要采用时间相关性分析技术来计算和分析测量出的数据，主要采用的技术包括自相关函数，模糊图像处理，动态时空建模等。自相关法是一种基于信号的相关关系和解析的方法，它可以有效分析一个时间信号的相关性，以获取信号之间时空关系数据，从而用于判定环境声场中噪声振动的空间分布情况，并可以得到空气振动的时间相关性数据。模糊图像处理技术，是根据环境声场的模糊概念，采用模糊逻辑关系分析来处理声场信号，通过分析声场的模糊时空关系，从而得到声速起伏环境的时间相关性数据。而动态时空建模技术，是通过建立时空建模，从而分析和预测环境声场中振动的时变特性，从而获取环境声场振动本质上时间相关性数据。
最后，声速起伏环境中空气振动的时间相关性数据获取可以帮助建立空气振动状态评估模型，从而更具体地分析和评价环境声场振动情况。同时，这些时间相关性数据还可以用来分析和对比不同环境声场的振动特性，从而更好的了解环境声场的振动情况，并分析噪声振动的空间分布特征，为降低噪声水平和改善环境质量提供有效的参考依据。
本文分析了声速起伏环境声场时间相关性数值的获取，具体包括测量环境声场幅值，采用自相关函数、模糊图像处理和动态时空建模技术等来获取声速起伏环境中空气振动的时间相关性数据。未来，可以继续利用上述技术，进一步完善空气振动状态评估模型，从而更加全面地掌握和分析环境声场振动情况，努力改善环境质量，减少噪声污染对人们的影响。
综上所述，通过测量和分析声速起伏环境声场时间相关性数值，可以更好的了解和掌握环境声场振动情况，为降低噪声水平和改善环境质量提供有效的参考依据，未来可以继续深入研究和分析环境声场振动情况，制定更加有效的应对措施，努力改善环境质量，减少噪声污染对人们的影响。
第5章噪声监测 （1）声功率（W） 声功率是指单位时间内，声波通过垂直于传播方向某指定面积的声能量。 在噪声监测中，声功率是指声源总声功率。单位为W。 （2）声强（I） 声强是指单位时间内，声波通过垂直于声波传播方向单位面积的声能量。单位为W/米2（W/m2）。 （3）声压（P） 声压是空气受声波干扰而产生的压力增值。单位为Pa。声波在空气中传播时形成压缩和稀疏交替变化，所以压力增值是正负交替的。但通常讲的声压是取均方根值，叫有效声压，故实际上总是正值，对于球面波和平面波，声压与声强的关系： I = P2/ρc 式中：ρ-空气密度； c-声速。 5.1.5.2 分贝、声功率级、声强级和声压级 （1）分贝 人们日常生活中听到的声音，若以声压值表示，由于变化范围非常大，可以达六个数量级以上，同时由于人体听觉对声信号强弱刺激反应不是线形的，而是成对数比例关系。所以采用分贝来表达声学量值。所谓分贝是指两个相同的物理量（例A1和A0）之比取以10为底的对数并乘以10（或20）。 N=10lg(A1/A0) 分贝符号为"dB"，它是无量纲的。 式中：A0是基准量（或参考量），A1是被量度量。 被量度量和基准量之比取对数，这对数值称为被量度量的"级"。 （2）声功率级 L w =10lg(W/W0) 式中：L w——声功率级（dB）； W——声功率（W）； W0——基准声功率，为10-12 W。 （3）声强级
L I = 10lg(I/I0) 式中：L I——声强级(dB)； I——声强（W/m2）； I0——基准声强，为10-12 W/m2。 （4）声压级 L P = 20lg(P/P0) 式中：L P——声压级（dB）； P——声压（Pa）； P0——基准声压，为2×10-5Pa，该值是对1000Hz声音人耳刚能听到的最低声压。 5.1.5.3 噪声的叠加和相减 （1）噪声的叠加 两个以上独立声源作用于某一点，产生噪声的叠加。 声能量是可以代数相加的，设两个声源的声功率分别为W1和W2，那么总声功率W 总=W1+W2。而两个声源在某点的声强为I1和I2时，叠加后的总声强:I总= I1+I2。但声压不能直接相加。 总声压级：L P=10lg[10(L p1/10)+10(L p2/10)] 式中L P——总声压级，dB； L P1——声源1的声压级，dB； L P2——声源2的声压级，dB。 如L P1=L P2，即两个声源的声压级相等，则总声压级： L P =L P1+10lg2≈L P1+3(dB) 也就是说，作用于某一点的两个声源声压级相等，其合成的总声压级比一个声源的声压级增加3dB。当声压级不相等时，按上式计算较麻烦。可以利用图11-1或表11-3查值来计算。方法是：设L P1>L P2,以L P1-L P2值按表或图查得ΔL P，则总声压级L P总=L P1+ΔL P。
声速起伏环境下声场时间相关性数值分析近年来，随着科技发展和科学技术的进步，对环境声场时间相关性数值的分析变得越来越重要，研究起伏性环境声场振动幅度和时间相关性数值也成为重要研究课题。因此，本文针对测量出的声速起伏环境声场进行时间相关性数值的分析，获取声速起伏环境中的空气振动的幅值和时间相关性数据。 声速起伏环境的时间相关性分析首先是测量环境声场幅值的过程，需要使用特定的计算机技术，如声学测量技术，传感器技术等来进行精确测量，以确定声速起伏环境中空气振动的幅值，这些数据反映了空气中噪声出现的原始信息，从而为研究声速起伏环境中的时间相关性提供依据。 其次，为了获得声速起伏环境中空气振动的时间相关性数据，需要采用时间相关性分析技术来计算和分析测量出的数据，主要采用的技术包括自相关函数，模糊图像处理，动态时空建模等。自相关法是一种基于信号的相关关系和解析的方法，它可以有效分析一个时间信号的相关性，以获取信号之间时空关系数据，从而用于判定环境声场中噪声振动的空间分布情况，并可以得到空气振动的时间相关性数据。模糊图像处理技术，是根据环境声场的模糊概念，采用模糊逻辑关系分析来处理声场信号，通过分析声场的模糊时空关系，从而得到声速起伏环境的时间相关性数据。而动态时空建模技术，是通过建立时空建模，从而分析和预测环境声场中振动的时变特性，从而获取环境声场振动本质上时间相关性数据。
最后，声速起伏环境中空气振动的时间相关性数据获取可以帮助建立空气振动状态评估模型，从而更具体地分析和评价环境声场振动情况。同时，这些时间相关性数据还可以用来分析和对比不同环境声场的振动特性，从而更好的了解环境声场的振动情况，并分析噪声振动的空间分布特征，为降低噪声水平和改善环境质量提供有效的参考依据。 本文分析了声速起伏环境声场时间相关性数值的获取，具体包括测量环境声场幅值，采用自相关函数、模糊图像处理和动态时空建模技术等来获取声速起伏环境中空气振动的时间相关性数据。未来，可以继续利用上述技术，进一步完善空气振动状态评估模型，从而更加全面地掌握和分析环境声场振动情况，努力改善环境质量，减少噪声污染对人们的影响。 综上所述，通过测量和分析声速起伏环境声场时间相关性数值，可以更好的了解和掌握环境声场振动情况，为降低噪声水平和改善环境质量提供有效的参考依据，未来可以继续深入研究和分析环境声场振动情况，制定更加有效的应对措施，努力改善环境质量，减少噪声污染对人们的影响。
第三章 海洋的声学特性 本章从声学角度讨论海洋、海洋的不均匀性和多变性，弄清声信号传播的环境，有助于海中目标探测、声信号识别、通讯和环境监测等问题的解决。 3.1 海水中的声速 声速：海洋中重要的声学参数，也是海洋中声传播的最基本物理参数。 海洋中声波为弹性纵波，声速为： s c ρβ1 = 式中，密度ρ和绝热压缩系数s β都是温度T 、盐度S 和静压力P 的函数，因此，声速也是T 、S 、P 的函数。 1、声速经验公式 海洋中的声速c （m/s ）随温度T （℃）、盐度S （‰）、压力P （kg/cm 2）的增加而增加。 经验公式是许多海上测量实验的总结得到的，常用的经验公式为： 较为准确的经验公式： STP P S T c c c c c ????++++=22.1449 式中，4734221007.510822.2104585.56233.4T T T T c T ---?-?+?-=? ()()2235108.735391.1-?--=-S S c S ? 4123925110503.310451.3100279.11060518.1P P P P c P ----?-?+?+?=? ()[ ][][]T P T T P T T T P PT P P T S c STP 31021012382546214310745.110286.910391.210644.6103302.110796.21009.21096.11061.210197.135----------?-?+?-+?-?+?-+?-?-?+?--=? 上式适用范围：-3℃ 三种测试方法测试声速 一、实验目的 掌握测量声速的几种方法 实际测量声速 二、实验仪器 SV—DH系列声速测试仪为观察、研究声波在不同介质中传播现象，测量这些介质中声波传播速度的专用仪器。它们都由声速专用测试架及专用信号源二部分组成.仪器可用于大学基础物理实验。 SV-DH系列声速测试仪不但覆盖了基础物理声速实验中常用的二种测试 方法，而且，在上述常规测量方法基础上还可以用工程中实际使用的声速测量方法时差法进行测量。在时差法工作状态下，使用示波器，可以非常明显、直观地观察声波在传播过程中经过多次反射、叠加而产生的混响波形。 型号与组成 SV—DH系列声速测试仪是由声速测试仪（测试架）和声速测试仪信号源二个部分组成。下列声速测试仪都可增加固体声速测量装置，用于固体声速的测量。 对于声速测试架，有以下型号： SV-DH—3型声速测定仪（支架式、千分尺读数）; SV—DH—3A型声速测定仪（支架式、数显容栅尺读数）； SV-DH-5型声速测定仪（液槽式、千分尺读数)； SV—DH—5A型声速测定仪（液槽式、数显容栅尺读数）； SV-DH-7型声速测定仪（液槽可脱卸、千分尺读数)。 SV-DH—7A型声速测定仪（液槽可脱卸、数显容栅尺读数）。 对于信号源，有以下型号： SVX-3型声速测定信号源（频率范围20kHz～45kHz，带时差法测量脉冲信号源）； SVX—5型声速测定信号源（频率范围20kHz～45kHz,带时差法测量脉冲信号源）； SVX-7型通用信号源（频率范围50Hz～50KHz、带时差法测量脉冲信号源）； 图1列出SVX-5、SVX—7声速测试仪信号源面板，图2为声速测试仪外形示意图. 图 调节旋钮的作用： 信号频率：用于调节输出信号的频率； 发射强度：用于调节输出信号电功率（输出电压）；接收增益：用于调节仪器内部的接收增益. 声学系统名词解释 一、声学 1、最大声压级： 扩声系统在厅堂听众席处产生的最高稳态准峰值声压级。 另一解释：在扩声系统中，音箱所能发出的最大稳态声压级，最大声压级越高，说明系统的功率储备就大，声音听起来底气足、动态大、坚实有力。决定扩声系统最大声压的因素主要是功放、音箱总功率和声场大小等。 音箱等设备所能达到的最大稳态声压，人耳不能承受120BD的音量，舒服的情况下是85DB，从70DB到73DB声音＋3DB声音放大一倍。 2、最高可用增益： 扩声系统在所属厅堂内产生反馈自激临界增益减去6dB时的增益。另一解释：扩声系统在反馈自激（啸叫）临界状态的增益减去6分贝时的增益，此时扩声系统应绝对没有声反馈现象存在。在反馈临界状态下，由于还存在振铃现象，即声音停止发声后音箱中会继续有尾音（余音），还会对音质造成破坏，声反馈的影响并没有消除，减去6分贝后这种现象消失，定为最高可用增益。此值越高，说明话筒路声音的放大能力越强，声反馈啸叫抑制得好，话筒路声音可以开得很大。 当啸叫发生时，下降6DB就达到了设备的最大稳态可用增益。 3、传输频率特性： 扩声系统达到最高可用增益时，厅堂内各听众席处稳态声压的平均值相对于扩声系统传声器处声压或扩声设备输入端的电压的幅频响应。 另一解释：扩声系统的频率响应特性，为房间和音响设备共同的频响特性，考察系统是否能够将各频率声音音量比例真实再现，即对各个频率的信号放大量一致，优秀的扩声系统，不应该出现某些频率声音过强、某些频率声音不足的现象。获得良好的传输频率特性的主要方法有：合理的建声设计、用粉红噪声频谱分析仪法调整均衡器以及采用频率响应特性好的音箱放音等。 在声音处理时频率要平稳，这样表示设备的性能较好，或者说音箱能够较好的还原声音 4、传声增益： 扩声系统达最高可用增益时，厅堂内和听众席处稳态声压级的平均值与扩声系统传声器处声压级的差值。 另一解释：扩声系统在使用话筒时，对话筒拾取的声音的放大量，是考察扩声系统声反馈啸叫程度的重要指标，传声增益越高，声反馈啸叫越小（少），话筒声音的放大量越大。计算方法是将话筒音量开到最大（不能有声反馈现象），在话筒前放一个声源，同时测量声场中和话筒前的声压级，用声场中声压级减去话筒前声压级，即得到了该扩声系统的传声增益。 话筒前声音与音箱发出来的声音之间的差值 5、动态范围： 为声接收用的电声换能器的过载声压级与等效噪声声压级之差。注：（1）能接收的声压级低限是由媒质的声噪声或电路中的电噪声决定的。起作用的噪声应加说明（如环境噪声、热噪声、设备噪声等）。 （2）过载性质（如信号崎变、过热、损伤等）和测量方法应加以说明。 另一解释：音响设备的最大声压与可辨最小声压级之差。设备的最大声压级受信号失真、过热或损坏等因素限制，故为系统所能发出的最大不失真声音。声压级的下限取决于环境噪声、热噪声、电噪声等背景条件，故为可以听到的最小声音。动态范围越大，强声音信号就越不会发生过荷失真，就可以保证强声音有足够的震撼力，表现雷电交加等大幅度强烈变化的声音效果时能益发逼真，与此同时，弱信号声音也不会被各种噪声淹没，使纤弱的细节表现得淋漓尽致。一般来说，高保真音响系统的动态范围应该大于90分贝，太小时还原音乐力度效果不良，感染力不足。在专业音响系统调整过程中，音响师在调音时注意以下两方面问题：一是调音台的输入增益量不要调的过小，否则微弱的声音会被调音台的设备噪声所淹没。二是压限器的阈值和压缩比的调整要格外慎重，阈值过小和压缩比过大，都会使声音动态压缩严重，故应该在保证效果的前提下，尽量减少对声音的动态损失。 另外，在放大电路和音源中也存在动态范围，此时即可分辨的最小信号和可达到的最大不失真的信号之差，值越小，表现的效果越好6、平均声[压]级： 声压的平方的空间或（和）时间的平均值与基准声压(20μPa)的平方之比的以10为底的对数，单位为贝[尔]，B。但通常用dB为单位。对声压的平方的平均方式应同时指明。 7、声场不均匀度： 厅堂内（有扩声时）各听众席处得到的稳态声压级的差值。 另一解释：房间听音区域的最大声压级与最小声压级之差，要求各处音量不能相差太多，声场均匀意味着听音区域音质的一致性好。 8、声压： 有声波时，媒质中的压力与静压的差值。单位为帕[斯卡]，Pa。注：（1）一般使用时，声压是有效声压的简称。有效声压是在一段时间内瞬时声压均方根值，这段时间应为周期的整数倍或长到不影响计算结果的程度。 （2）声压的瞬时值、平均值、峰值、最大值或峰到峰值等应分别注明为瞬时声压、平均声压、峰值声压、最大声压或峰到峰值声压。 物理性污染控制习题答案 第二章噪声污染及其控制 1. 什么是噪声噪声对人的健康有什么危害 答：噪声是声的一种,是妨碍人们正常活动的声音；具有声波的一切特性；主要来源于固体、液体、气体的振动；产生噪声的物体或机械设备称为噪声源。 噪声对人的健康危害有：引起耳聋、诱发疾病、影响生活、影响工作。 2. 真空中能否传播声波为什么 答：声音不能在真空中传播，因为真空中不存在能够产生振动的弹性介质。 3.可听声的频率范围为20～20000Hz,试求出500 Hz 、5000 Hz 、10000 Hz 的声波波长。 解： , c=340m/s, 3400.6815003400.06825000 3400.0034310000 c f m m m λλλλ======= 4. 声压增大为原来的两倍时，声压级提高多少分贝 解： 2'20lg , 20lg 20lg 20lg 200 0'20lg 26()p p p e e e L L p p p p p L L L dB p p p ===+?=-== 5.一声源放在刚性面上，若该声源向空间均匀辐射半球面波，计算该声源的指向性指数和指向性因数。 解： 22S 4==2 DI=10lg 10lg 2 3.01W S 2S W S I r Q Q I r θππ=====半全，半全 6.在一台机器半球辐射面上的5个测点，测得声压级如下表所示。计算第5测点的指向性指数和指向性因数。 解： 0.18.58.78.68.48.91110lg(10)10lg (1010101010)86.6() 5 1 0.110 220.10.10.1(8986.6)01010 1.7420.110 20 10lg 10lg1.74 2.4 L n pi L dB p n i L p L L I p p p p Q I L p p p DI Q θθ==++++=∑=--=========. 7.已知某声源均匀辐射球面波，在距声源4m 处测得有效声压为2Pa ，空气密度3/kg m 。。使计算测点处的声强、质点振动速度有效值和声功率。 解： 2222 ,,,000,0 p p D V e e I Dc D W IS W S p u S p cu S e e e c c S t p u e u u e e c ρρρ=======?== 2 33223229.810(/)1.23400 2 4.910/1.234009.81044 1.97() p e I W m c p u p e u m s e c W IS W ρρπ---===??====-=-=-??==???= 8.在半自由声场空间中离点声源2 m 处测得声压的平均值为88 dB ，（1）求其声功率级和 声速起伏环境下声场时间相关性数值分析声学是研究声音，声波和它们在不同环境中的传播与反射的学科。它主要涉及声音的测量、分析、模拟和控制，以及它们与物理过程的相互作用。声学的研究领域包括声学工程、声学测量、声学材料、声学音频和语言。 声学在发展过程中，人们不断发现与声波有关的复杂物理现象，并尽力解释和控制它们。常见的物理现象包括声反射、声衰减、声衰吸收和声场时间相关性。为了更好地理解声波在不同环境中的传播和反射，研究者们设计不同的实验，发现多种定律。 本文研究的课题是“声速起伏环境下声场时间相关性数值分析”。该课题的研究主要是针对不同的声速起伏环境而言的，本文将针对许多细节进行分析，旨在探究在此类环境中，声波传播的行为与其他环境相比有何不同，并从专业角度解释声波在声速起伏环境中的传播行为。 首先，进行对对声速起伏环境的定义以及特征介绍。声速起伏环境是指某一时刻在一定空间范围内，声速随时间和空间有所变化的环境。它具有时空相关性，声速的变化可以由最简单的加减法定义，也可以由系统的函数形式定义。声速起伏环境本质上是由一组共性声源和一组不同的空间环境组成的，它可以强化或减弱声波的传播。 其次是声学时间相关性的定义及原理讨论：声学时间相关性是指在一定环境中，在时间尺度上，声波振幅(声压和振幅)之间的相关性。时间相关性可以用它的峰峰值振幅和能量谱密度来衡量。在声速起伏 环境中，随着时间的变化，声波振幅会发生变化，从而影响声场时间相关性。 随后介绍实验设计以及其实施，本文使用一个复杂的地形声速环境进行实验，其中包括一组共性源（如噪声源，喇叭源等），以及多 种环境类型（平坦、斜坡、波浪和连续）。实验方法包括对声场的空 间均匀性，声场时间相关性，声衰减系数和均匀性等中要参数进行定量化测量，并与理论值进行对比，最后以多目标分析的方法进行分析，以计算在不同的空间环境中声场的最优特征值。实验结果显示，在复杂的地形声速环境中，声场的均匀性不受声速起伏环境的影响，而声场的时间相关型性有明显的变化，山谷的声场时间相关型性比较平坦区和斜坡区而弱，而波浪环境和连续环境则会使声场时间相关型性变得更加明显。 最后，本文将对实验结果进行综合分析，以及对未来研究方向做出展望。从实验结果可以看出，不同环境下的声场时间相关性有较大的变化，在声速起伏环境中，声波的传播行为也会受到明显的影响。因此，未来的研究方向应该是改进理论模型，以及提高实验精度，以帮助理解声速起伏环境下声波传播的行为。 通过本文的研究，对声速起伏环境下声场时间相关性进行了分析，我们发现，在此环境中，声波传播行为是多变的，它会受到空间环境的影响而发生显著的变化，且在实验中，声场时间相关性也呈现出明显的变化趋势。通过对这一结果的分析，未来可以尝试改进理论模型，以改善实验精度，从而更好地理解声速起伏环境下声波传播的行为。 倾斜海底情况下声矢量场的计算 孙梅 【摘要】根据质点运动方程,给出了基于抛物方程法和简正波法的质点振速表达式,并对水平海底和倾斜海底情况下的声矢量场进行了仿真计算.结果表明,抛物方程法能对倾斜海底情况下的声矢量场进行快速预报. 【期刊名称】《泰山学院学报》 【年(卷),期】2014(036)003 【总页数】4页(P6-9) 【关键词】声矢量场;倾斜海底;抛物方程法;简正波法 【作者】孙梅 【作者单位】泰山学院物理与电子工程学院,山东泰安271021 【正文语种】中文 【中图分类】O427.1 1 引言 随着矢量水听器研制技术［1］的发展，矢量水听器在水声领域得到了广泛的应用.矢量水听器能同时获取声场中的声压信息和质点振速信息(声矢量场)，在浅海水平海底声传播环境下，研究人员对声矢量场进行了深入研究并取得了重要的研究成果［2］，但是，目前有关过渡海域的倾斜海底情况下的声矢量场的研究还比较少.实现倾斜海底情况下声矢量场的计算是对倾斜海底情况下声矢量场特性进行研究的基 础，本文基于抛物方程法和简正波法对倾斜海底情况下的声矢量场进行了计算，并根据计算结果对倾斜海底情况下声矢量场的传播特性进行了初步分析. 2 倾斜海底情况下声矢量场计算方法 目前，适合水平变化海洋环境声场计算的方法主要有两种:抛物方程法［3］和简正波法［4］，这里将这两种方法进行推广，使其能计算海洋环境水平变化时的声矢量场. 2.1 抛物方程法 假设介质密度ρ为常数，在柱坐标系下，简谐点源产生的声场满足Helmholtz方程: 其中p为声压，r和z分别表示水平距离和深度，ω是角频率，c为声速. 对方程(1)，其抛物方程解的形式为:H0 (1)(k0r)是第一类汉克尔函数，当k0r≫1(远场传播)时，其渐近式为: 在远场情况下，φ(r，z)满足: 其中k0=ω/c0是参考波数，n=c0/c(r，z)是折射率. 根据质点的运动方程［5］，对于简谐点源，质点振速与声压满足以下关系式: 设时间关系为exp(iωt)，则(5)式为: 所以，将(2)式代入(6)式可得质点振速的水平分量(质点水平振速)vr和垂直分量(质点垂直振速)vz分别为 海洋声学▏海洋环境对声纳系统的影响研究 一、水声环境的复杂性 ⒈季节性特点 季节因素对海洋中水声传播具有一定的影响，由于各个季节海洋中日照程度、气温、海流方向和海洋中风浪大小各不相同，因此声音的传播和声速的变化具有强烈的季节性特点。在这些影响因素中，气温对声音传播的影响程度最大。通常来说，在冬季海洋中海水表面的温度较低，声速分布上看呈正梯度分布，声线向海面方向弯曲，因此在冬季声纳的探测距离相对较远，探测效果相对较好。在夏季，白天海面的日照时间较长海水的温度变化较大，海水的水温情况较复杂；具体形容为海水表层的温度较高，但随着水深的增加海水的温度逐渐下降，此时温度分布由上至下呈现倒梯形分布，声速的传播同样也是由上向下呈现倒梯形分布，声线传播的路径由海面弯向海底，因此相对于冬季来说，夏季声纳的探测距离较近，探测效果相对较差。 第二，不同的季节风向和风力程度不同，举个例子海水表层如果受到台风的影响，台风会在短时间内将一定深度以内的海水搅拌成为等温层，这导致在一定深度之内海水的温度都是相同的，而在等温层以下海水的温度会大幅度下降出现温度的极度跳跃，这个温度跳跃层可能很薄但是会将海水划分为两个区域，这个温度的跳跃对高频声波有极强的屏蔽作用，声波穿越的时候声线会发生急剧的弯曲对声波的传递造成严重影响。 第三，一些时候遇到昼夜温差较大的海域，对声音的传播也会造成较大的影响进而影响声纳的探测效果；在白天海洋的日照时间较长日照较充分，海水表面的温度较高，上文已经说过，这时候温度的变化由上至下成为倒梯形，而在夜晚海水表层的温度下降，温度低于深海温度这时温度由上至下形成正梯形分布，这就是我们知道的“午后效应”，根据季节性的特点，夏季的这种“午后效应”要比冬季的更为明显。 ⒉区域性特点 跨声速轴流压气机级全工况三维流场数值分析 摘要:本文介绍了一种基于跨声速轴流压气机的三维流场数值分析方法，用于研究全工况下该压气机的性能。论文中使用了基于有限体积法的网格剖分策略和湍流模型来模拟压气机内部流动过程。由此得出的三维流场、压力和温度分布，可为未来压气机设计提供重要参考。 关键词: 跨声速轴流压气机；全工况；三维流场数值分析；有限体积法；湍流模型 正文: 本文探讨了跨声速轴流压气机在全工况下的三维流场数值分析方法，旨在模拟压气机的流动过程，并研究其实际表现特性。首先，将压气机外形简化为一个空间块，采用有限体积法（FVM）对求解区域进行网格剖分，建立三维流场结构；然后，采用SA turbulence模型来建立元胞级湍流模型，计算压气机内湍流运动；最后，利用轮换式非线性迭代算法进行数值求解，得出压气机内部流动流场、压力和温度分布。本研究结果可为压气机未来设计提供重要参考。应用本文提出的跨声速轴流压气机三维流场数值分析方法，可以帮助优化压气机的设计、性能评估和研发效率。 首先，三维流场数值分析方法可以让工程师更加准确地模拟压气机内部流动过程，有效地控制压气机的结构尺寸、形状和流场特性等，明确吸气、排气压力、温度和流量之间的关系，使设计真实可行。 其次，数值分析可以有效评估压气机的性能，根据正逆方向压 力损失、车轮功率、效能比以及湍流不稳定度等指标，比较不同的设计方案，从而优化性能并减少噪声，为压气机设计提供重要参考依据。 此外，采用三维流场数值分析方法还可以提高压气机研发效率，以精确的数值模拟方式来模拟流动过程，无需通过实验手段浪费大量时间，而且可以节省大量测试成本。 因此，跨声速轴流压气机三维流场数值分析方法不仅可以优化压气机的设计和性能，而且可以有效提高研发效率，是一种高效的流场分析工具。为了做到这一点，相关的试验方案应根据不同的设计特征而定。首先，需要对压气机的外形参数（如通道、尺寸等）进行测量，以确定网格剖分的范围。其次，需要测定和记录进气出气口、回路及其流量、压力和温度等参数，以确定边界条件。此外，还必须确定湍流模型中的参数值，使流体模型有效而准确地模拟压气机运行过程。 另外，三维流场数值分析方法还可以有效应用于压气机性能改进。根据仿真结果计算压气机和隔室充填时间、传动强度、压缩效率以及涡轮叶片损失等结果，可以准确评估压气机的实际表现，并采取相应的调整措施，以提高压气机的性能。 此外，也可以使用三维流场数值分析方法来研究压气机内部的湍流空间分布特性，发掘其流动模式，从而控制其不确定性和不稳定性，进一步提高压气机的可靠性和效能。使用三维流场数值分析方法还可以有效地评估压气机快速变化的流程。该方法可以有效地显示随着二元流的冲击和轴向的变化，形成的湍 声音在大气与海洋中的传播特性 声波是声音的传播形式。声波是一种机械波，由物体（声源）振动产生，声波传播的空间就称为声场。在气体和液体介质中传播时是一种纵波，但在固体介质中传播时可能混有横波。人耳可以听到的声波的频率一般在20Hz至20000Hz 之间。超声波是指振动频率大于20000Hz以上的，其每秒的 振动次数（频率）甚高，超生了人耳听觉的一般上限 （20000Hz）,人们将这种听不见的声波叫做超声波。 声波在大气和海洋中不是直线传播的，具原因在于声波的折射。声线是指与声波波阵面相垂直并指向声波传播方向的矢线，用来表示声波能量的传播路径。 一、大气中的声线 （一）大气中声线的一般规律 把大气分为若干层。设各层中的声速为常数，但各层的声速不同。i1,i2,i3分别代表声线的入射角；el,e2,e3 分别代表声线的折射角；01,02,03分别代表各层中的声速。 ①在声速随高度减小的情况下： C1>C2>C3>……， 则：i1>i2>i3>……， 即：声波向上传播时，声线向上弯曲 ②在声速随高度增大的情况下： C1 的白天，午后最明显。此时地面上只能在较小范围内听到O 点发生的声音，在图的阴影区就听不到。 气温随高度降低时的声线分布 地面有逆温时的声线分布 当生现逆温时，即温度随高度增加，则声速随高度增大, 声波向上传播时，声线逐渐向下弯曲。这种情况通常由现在夏季的夜间和清晨，从远由发生的声音可以听得比较清楚。 声学超材料的声振耦合数值分析 李辉;李旭东 【摘要】Based on definite element software ABAQUS,coupling model of acoustics metamaterial with pe-riodicity is built for the purpose of studying the effect of acoustic vibration coupling on structural displace-ment of acoustics metamaterial.When acoustics metamaterial is under acoustic-vibration recombination,fi-nite element model of acoustics metamaterial is simulated in computer with both acoustic and vibration ac-tion by ABAQUS acoustics finite element method and coupled acoustic-structural analysis.The result shows that structural displacement respond of metamaterial under sound-vibration recombination is bigger than that under single sound or vibration.It gives the rules that acoustic vibration coupling affects metama-terial structural displacement,so that ABAQUS can simultaneously simulate value under acoustic vibration recombination.%为了研究声振耦合对声学超材料结构位移响应的影响,以有限元软件ABAQUS为设计平台,建立具有周期性结构的声学超材料耦合模型.当声学超材料结构经受声-振复合环境激励时,通过ABAQUS声学有限元法和声固耦合算法,对声学超材料的有限 元模型在声音、振动共同作用下进行计算机仿真.结果表明:声振复合环境激励下的超材料结构位移响应比声、振单独激励下位移叠加后的结果要大.揭示出声振耦合 对超材料结构位移响应的影响规律,实现了ABAQUS软件同时对声振复合环境进行数值模拟. 【期刊名称】《甘肃科学学报》 水声学 underwater acoustics 简史 水声换能器和参量阵 水声换能器 水声换能器的进展 水声参量阵 声波在海洋中的传播和声场数值预报 传播损失 水下声道 理论方法 深海中的声传播 浅海中的声传播 声场数值预报 水声场的背景干扰 噪声 海洋中的混响 信号场的起伏和散射 海面波浪引起的声起伏 湍流引起的声起伏 内波引起的声起伏 目标反射和舰船辐射噪声 水下目标反射 舰船辐射噪声 水声信号处理-声学的一个分支学科。它主要研究声波在水下的产生、传播和接收，用以解决与水下目标探测和信息传输过程有关的声学问题。声波是已知的唯一能够在水中远距离传播的波动,在这方面远比电磁波(如无线电波、光波等)好,水声学随着海洋的开发和利用发展起来，并得到了广泛的应用。 简史1827年左右，瑞士和法国的科学家首次相当精确地测量了水中声速。1912年“巨人”号客轮同冰山相撞而沉没，促使一些科学家研究对冰山回声定位，这标志了水声学的诞生。美国的R.A.费森登设计制造了电动式水声换能器(500～1000Hz)，1914年就能探测到2海里远的冰山。1918年，P.朗之万制成压电式换能器，产生了超声波,并应用了当时刚出现的真空管放大技术,进行水中远程目标的探测，第一次收到了潜艇的回波，开创了近代水声学，也由此发明了声呐。随后，水声换能器的革新，关于温度梯度影响声传播路径的机理、声吸收系数随频率变化等水声学研究的成就，使声呐得以不断改进，并在第二次世界大战期间反德国潜艇的大西洋战役中起了重要作用。 第二次世界大战以后,为提高探测远距离目标(如潜艇)的能力,水声学研究的重点转向低频、大功率、深海和信号处理等方面。同时，水声学应用的领域也越加广泛，出现了许多新装置，例如:水声制导鱼雷,音响水雷，主、被动扫描声呐,水声通信仪，声浮标，声航速仪,回声探测仪,鱼群探测仪,声导航信标,地貌仪,深、浅海底地层剖面仪，水声释放器以及水声遥测、控制器等。水声作为遥测海洋的积分探头，在长时间内大面积连续监测海洋的运动过程以及海洋资源概念也已初步形成。随着海洋的开发，水声学在海洋资源的调查开发、对海洋动力学过程和环境监测、增进人类对海洋环境的认识等方面的应用还将不断地扩展。 现代水声学的研究课题涉及面很广，主要有：①新型水声换能器；②水中非线性声学；③水声场的时空结构（例如：信号场的相关，简正波场的分离和应用，数值声场预报和信道匹配等）；④水声信号处理技术（例如：最佳时空处理、水声信号的参量估计等）；⑤海洋中的噪声和混响、散射和起伏，目标反射和舰船辐射噪声；⑥海洋媒质的声学特性（例如：沉积层和海底、海面、内波及湍流的声学特性）等。特别是水声学正在与海洋、地质、水生物等学科互相渗透，而形成海洋声学等研究领域。下面就六个方面分别叙述水声学的主要学科内容。 水声换能器和参量阵水声换能器是发射和接收水中声信号的装置，应用最广泛的是电声转换的水声换能器，即转换电能为水中声能的水声发射器以及转换水中声能为电能的水声接收器（即水听器）。水是声阻抗率较高的媒质，因此要发射较大声功率就必须有较大的力。常用的水声换能器按其基本换能机理分为可逆式和不可逆式两大类。可逆式(可作接收器)的有：电动、静电、可变磁阻(电 地铁引起建筑结构振动及室内辐射噪声的数值分析 肖永武;汪洁;唐和生;赵伟屹 【摘要】针对地铁沿线建筑物室内振动与二次辐射噪声问题，采用数值方法建立了建筑物有限元模型与建筑物室内声学边界元模型，研究建筑物振动与二次辐射噪声规律；同时，结合工程实测数据，对数值模拟结果进行比较研究；采用间接边界元法分析了室内二次辐射噪声响应及其空间分布特性，并与实测点声压进行比较。%On the purpose of studying on ground-borne vibration and noise in buildings induced by under-ground railways, the FEM and BEM models were used to simulate structural vibration and noise in a building respectively in this paper. Using the ground in-situ measurement accelerations as inputs, a 3-D finite element model of a structure was established. Vibrations of the floor and the wall were simulated and the results were compared with the experimental data. An acoustic BEM model with the vibration response on the structure sur-face as boundary conditions was established. The ground-borne noise in a building was simulated and results were also compared with the experimental data.【期刊名称】《结构工程师》 【年(卷),期】2014(000)006 【总页数】8页(P77-84) 【关键词】地铁振动;二次辐射噪声;有限元;边界元 【作者】肖永武;汪洁;唐和生;赵伟屹 一.声音的心理特性与物理特性 教材及参考书 《艺术录音基础》 伍建阳 中国广播电视出版社 《影视录音》 梁洪才孙欣郝健著 科学技术文献出版社 《电影电视声音－录音艺术与技 术创作》 中国广播电视出版社 [美]汤姆林森·霍尔曼著 姚国强等译 声音 物体的机械振动在一定的媒质(如空气) 中传播，形成声波。 我们把产生声音的振动物体叫做声源。声音的产生与传播是由特定的物体作机械振动。与光波不同，光波是一种电磁波。在自然界中，能自己发光的物体是很小的，绝大部分物体为我们的视觉器官所感知是因为反射太阳光的原因。声波总是在一定的媒质中传递。 空气是由大量分子组成的，它具有质量和弹性，其行为象弹簧，具有可压缩性。 我们用质点表示部分空气的集合，当物体发生振动时，将带动它周围的空气质点一起振动，由于空气可以被压缩，振动质点会连续不断地引起相邻质点的振动，在质点的相互作用下，振动物体周围的空气就出现压缩和膨胀的过程，使空气形成疏密相间的分布，并逐渐向外扩展，形成声波。 固体、液体、气体都可以作传播声波的媒质。其传播速度的大小和强度取决于媒质弹性的大小，声波在固体中传播的速度比在空气中的速度要快。 艺术录音中所涉及到的传播媒质既有空气，也有固体媒质(如乐器的共呜箱体) 。 由于传声媒质是弹性物质，所以声波称弹性波。 在声波传播过程中，空气质点的振动方向和声波传播方向是相同的，所以声波是纵波。声音传播的特定环境称为声场。 在声场中空气质点仅在原地振动，传播出去的只是波动的形式，类似麦田中的麦浪， 麦波随风飘荡，但是麦子并末被移走，在波动传播过程中，质点振动的能量在均匀地向前 传播。 振动物体使声能在一定的媒质和环境中传递，因此，声波总是携带着振动物体的信息 和环境的信息。 声源辐射声能，进一步理解还应包括它的位置、特征和空间分布。 在视听艺术创作中，我们把声音分为这样几大类：语言音响；音乐音响；效果音响 （环境音响、动作音响） 环境音响 凡自然环境中属于自然现象本身发出的、和人类活动有关的、由人类文明带来的环境 产生的音响，都可以作为环境音响在影视艺术及广播艺术中出现。 环境音响取自不同的环境，又赋予影视和广播 艺术的相应场景、环境之中，它可以连续不断地向人们传递时空信息, 给人现场感、 空间感、距离感、层次感、时间感和时代感。 为了更真实、准确地向观众和听众提供符合剧情、现实的环境音响，应考虑到时代、 地域和时间特点，使环境音响更加真实和丰富。动作音响(动效） ✹常称动效。包括现实生活中一切通过人为动作产生的音响。动效直接参加到剧情 的艺术创作中去，为影视和广播艺术赋予了丰富的表现力。 ✹动作音响是通过由人触发的各种发声介质产生的音响，刻画人物身份、性格、情绪、年龄、性别，甚至健康状况、生活习惯特征，向观众和听众交待角色的意图，传递空间和 距离信息，构成人们视觉与听觉立体的层次感和方位感。动作音响有随机性和无规律的特点。 声波作用于人的听觉器官，引起我们对声音的感觉。 声音的物理特性（声参量） 周期振动与非周期振动 周期振动的特点是在一条基准线附近作往复运动。 声速测量实验 电 子 教 案 东北大学秦皇岛分校 实验教育中心 一、概述 SV-DH系列声速测试仪为观察、研究声波在不同介质中传播现象，测量这些介质中声波传播速度的专用仪器。仪器由声速专用测试架及专用信号源二部分组成，可用于大学基础物理实验。 SV-DH系列声速测试仪不但覆盖了基础物理声速实验中常用的二种测试方法，而且，在上述常规测量方法基础上还可以用工程中实际使用的声速测量方法时差法进行测量。在时差法工作状态下，使用示波器，可以非常明显、直观地观察声波在传播过程中经过多次反射、叠加而产生的混响波形。 二、型号与组成 SV-DH系列声速测试仪是由声速测试仪（测试架）和声速测试仪信号源二个部分组成。下列声速测试仪都可增加固体声速测量装置，用于固体声速的测量。 对于声速测试架，有以下型号： SV-DH-3型声速测定仪（支架式、千分尺读数）； SV-DH-3A型声速测定仪（支架式、数显容栅尺读数）； SV-DH-7型声速测定仪（液槽可脱卸、千分尺读数）。 SV-DH-7A型声速测定仪（液槽可脱卸、数显容栅尺读数）。 对于信号源，有以下型号： SVX-3型声速测定信号源（频率范围25kHz～45kHz，带时差法测量脉冲信号源）； SVX-5型声速测定信号源（频率范围25kHz～45kHz，带时差法测量脉冲信号源）； SVX-7型多功能信号源（频率范围50Hz～45kHz、带时差法测量脉冲信号源）； 图1列出SVX-5、SVX-7声速测试仪信号源面板，图2为声速测试仪外形示意图。 图1 SVX-5、SVX-7声速测试仪信号源面板 调节旋钮的作用： 信号频率：用于调节输出信号的频率； 发射强度：用于调节输出信号电功率（输出电压），仅连续波有效； 接收增益：用于调节仪器内部的接收增益。 图 2 声速测试架外形示意图 三、主要技术参数 1. SV-DH声速测试仪 1.1 环境适应性：工作温度10～35℃；相对湿度25～75%。 1.2 抗电强度：仪器能耐受50Hz正弦波500V电压1min耐压试验。 1.3 压电陶瓷换能器谐振频率：37±3kHz；可承受的连续电功率不小于15W。 1.4 两换能器之间测试距离：50～280mm(支架式）；50～290mm（水槽式） 1.5 测试架外形尺寸：480mm×140mm×152mm（支架式） 530mm×140mm×160mm（水槽式） 2. SVX-3型声速测试仪信号源 2.1 功率信号源 2.1.1 频率范围：25kHz～45kHz 2.1.2 输出电压：大于10Vp-p 2.1.3 频率显示：5位LED数字显示 2.2 脉冲调制信号源：频率：36.5kHz，脉冲宽度：27μs，脉冲周期：60ms 环境噪声相关基础 1。描述声波的基本物理量与概念 (1)(1)波长 记作λ, 单位为米(m)。 (2)(2)频率 记作f，单位为赫兹(Hz）。 (3) (3)声速 λ= v/f 声速的大小主要与介质的性质和温度的高低有关。同一温度下，不同介质中声速不同.在20℃时，空气中声速约为340 m/s，空气的温度每升高1℃，声速约增加0。607 m/s。 (4)声场 （5)波前(波阵面) 2、环境噪声评价量及其计算 2．1．计量声音的物理量 （1)声功率 声源在单位时间内辐射的总声能量称为声功率.常用W表示，单位为瓦(w).声功率是表示声源特性的一个物理量.声功率越大，表示声源单位时间内发射的声能量越大,引起的噪声越强.声功率的大小，只与声源本身有关。 （2)声强 声强是衡量声音强弱的一个物理量。声场中，在垂直于声波传播方向上，单位时间内通过单位面积的声能称做声强。声强常以I表示，单位为 (w／m2)。 (3）声压 目前,在声学测量中,直接测量声强较为困难，故常用声压来衡量声音的强弱.声波在大气中传播时，引起空气质点的振动，从而使空气密度发生变化.在声波 （7-2） 所达到的各点上，气压时而比无声时的压强高，时而比无声时的压强低,某一瞬间介质中的压强相对于无声波时压强的改变量称为声压，记为p（t),，单位是 Pa。 声音在振动过程中，声压是随时间迅速起伏变化的，入耳感受到的实际只是一个平均效应,因为瞬时声压有正负值之分，所以有效声压取瞬时声压的均方根值。 dt t p T p T T ⎰=0 2 )(1 式中T p 是 T 时间内的有效声压，Pa;p （t ）为某一时刻的瞬时声压，Pa. 通常所说的声压,若未加说明，即指有效声压，若 p 1，p 2，分别表示两列声波在某一点所引起的有效声压,该点迭加后的有效声压可由波动方程导出，为 2 221p p p T += 声压是声场中某点声波压力的量度，影响它的因素与声强相同.并且，在自由声场中多声波传播方向上某点声强与声压、介质密度ρ存在如下关系 v p I ρ2= 2．2．声压级，声强级与声功率级 正常人耳刚刚能听到的最低声压称听阈声压.对于频率为 1000Hz 的声音，听阈声压约为为2×lO -5Pa 。刚刚使人耳产生疼痛感觉的声压称痛阈声压.对于频率为1000Hz 的声音，正常人耳的痛阈声压为 20Pa 。从听阈到痛阈,声压的绝对值之比为1：106，即相差一百万倍，而从听阈到痛阈，相应声强的变化为10-12—1W ／m 2，其绝对值之比为1:1012，即相差一万亿倍.因此用声压或用声强的绝对值表示声音的强弱都很不方便。加之人耳对声音大小的感觉,近似地与声压、声强呈对数关系，所以通常用对数值来度量声音,分别称为声压级与声强级。 声压级 0 lg 20p p L p = (dB ） 声强级 0 lg 20I I L I = （dB) 式中：p 0为基准声压（听阈声压），2×10-5Pa 。I 0为基准声强， 2×10-12 w/m 2。 与上类似,某声源的声功率级定义为 （7-4） （7-5） （7-6） （7-8） （7-7） （7-9）三种测试方法测试声速
声学系统名词解释
物理性污染控制习题答案第二章
声速起伏环境下声场时间相关性数值分析
倾斜海底情况下声矢量场的计算
海洋声学海洋环境对声纳系统的影响研究
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