第五章 声波
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剧场的声学设计(总5页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--第五章剧场的声学设计厅堂的形状、体积、边界面的布置和表面处理、地面起坡、座位排列、观众容量以及装修材料的选择等,在很大程度上影响着观众厅的声学效果。
因此声学处理不应当是建筑设计的追加手段,而应该融于建筑整体设计之中。
第一节室内声波传播特性声波在传播过程中,当遇到障碍物,如墙、孔洞等,将产生反射、吸收、穿透、绕射现象,在室内由于多次反射会引起混响。
1.声波的反射声波在传播过程中遇到不同的介质时,波速将发生突变(空气中为340m/s,砖和砼中约为4000m/s)。
在波速突变的分界面上,入射波的一部分返回原介质继续传播,这部分叫反射波。
这种现象叫做波的反射。
◇反射声比直达声总是要延迟一定的时间到达接收处,其延迟的时间叫做时差。
◇时差在5毫秒以内的反射声叫做短延时反射声,能使人产生声源位移的感觉。
◇延迟时差为5~50毫秒,即声程差~17米的反射声,叫做前次反射声。
这种反射声好象使原来直达声的延续,听起来相当于加强了直达声的强度。
这是影剧院建筑中所需要的。
◇反射声的延迟时差超过50毫秒,且声压级较强,能听到两个声音,这就是回声,应避免。
◇延迟时差虽然超过50毫秒,但声压级较低,湮没在一个接一个的反射声中,分辨不出单个声音,也就是听不到回声,称为混响声。
在影剧院建筑中,根据观众厅的容积等情况,需要保证一定的时间。
2.吸声系数和吸声量不同介质对声的吸收是不同的,吸声能力较高的建筑材料称为吸声材料,一般,坚硬光滑,结构紧密和重的材料吸声能力差;反射能力强;粗糙松软,具相互贯穿的内外微孔的多孔材料则相反,如玻璃棉、矿棉、泡沫塑料、木丝板、微孔砖等,都是这类材料。
吸声系数:是表示材料吸声能力大小的量,用〆表示。
〆=吸收声能/入射声能数值在0~1。
〆同样也表示某材料单位面积的吸声量。
吸声量:用A表示。
A=S•〆单位:m2第二节厅堂音质要求与实现方法各种厅堂音质要求与实现方法1.室内所有座位,都有足够的声音响度控制体积;合理的体型设计,使观众席尽可能靠近声源;观众席起坡,抬高声源位置;提供充足的前次反射声。
《水声学》部分习题参考答案绪论1略2略3略4略5环境噪声和海洋混响都是主动声呐的干扰,在实际工作中如何确定哪种干扰是主要的?解:根据水文条件及声呐使用场合,画出回声信号级、混响掩蔽级和噪声掩蔽级随距离变化的曲线,如下图,然后由回声信号曲线与混响掩蔽级、噪声掩蔽级曲线的交点所对应的距离来确定混响是主要干扰,还是噪声为主要干扰,如下图,r R<r n,所以混响是主要干扰。
声信号级噪声掩蔽级R6工作中的主动声呐会受到哪些干扰?若工作频率为1000Hz,且探测沉底目标,则该声呐将会受到哪些干扰源的干扰。
解:工作中的主动声呐受到的干扰是:海洋环境噪声、海洋混响和自噪声,若工作频率为1000Hz,干扰来自:风成噪声、海底混响、螺旋桨引起的自噪声及水动力噪声。
7已知混响是某主动声呐的主要干扰,现将该声呐的声源级增加10dB,问声呐作用距离能提高多少?又,在其余条件不变的情况下,将该声呐发射功率增加一倍,问作用距离如何变化。
(海水吸收不计,声呐工作于开阔水域)解:对于受混响干扰的主动声呐,提高声源级并不能增加作用距离,因为此时信混比并不改变。
在声呐发射声功率增加一倍,其余条件不变的情况下,作用距离变为原距离的42倍,即R R 412 。
第一章 声学基础1 什么条件下发生海底全反射,此时反射系数有什么特点,说明其物理意义。
解:发生全反射的条件是:掠时角小于等于全反射临界角,界面下方介质的声速大于界面上方介质的声速。
发生全反射时,反射系数是复数,其模等于1,虚部和实部的比值给出相位跳变角的正切,即全反射时,会产生相位跳变。
2 略3 略第二章 海洋声学特性1 海水中的声速与哪些因素有关?画出三种常见的海水声速分布。
解:海水中的声速与海水温度、密度和静压力(深度)有关,它们之间的关系难以用解析式表达。
CCCz2 略3 略4 略5 略6 声波在海水中传播时其声强会逐渐减少。
(1)说明原因;(2)解释什么叫物理衰减?什么叫几何衰减?(3)写出海洋中声传播损失的常用TL 表达式,并指明哪项反映的主要是几何衰减,哪项反映的主要是物理衰减;(4)试给出三种不同海洋环境下的几何衰减的TL 表达式。