点声源

更新时间:2022-08-25 14:54

点声源(Point source)亦称“球面声源”或“简单声源”,为机械声源中最基本的辐射体。在自由场条件下,它向各个方向均匀地辐射声能。当声源的尺度远小于其发射声波的波长时,它的各部分振动的相位近似相同,所产生的声场在以此声源为中心的球面上呈均匀分布,则不管辐射体是什么形状,都可看作点声源。

简介

假如声源很小(其几何尺寸比声波波长小得多或传播距离小很多),并且声源的指向性不强时,可以把此声源近似作为点声源。例如:工厂的排气装置、开动的单台机械装置及田野中的收割机等远场分析时可作为点声源。点声源辐射的声波以声源为中心按近似球面波的方式向外辐射。实际上,这是把有限尺寸的声源在给定物理条件(尺度远小于波长)下,抽象地看作一个没有尺度的点,这种科学的抽象,为研究问题带来很大的方便。

实际声源近似为点声源的条件

从理论上可以认为任何形状的声源,只要声波波长远远大于声源几何尺寸,该声源就可视为点声源。在声环境影响评价中,利用上述定义和理论来认定点声源是有一定困难的。简单的近似是,对于单一声源,如声源中心到预测点之间的距离超过声源最大几何尺寸2倍时,该声源可近似为点声源。由众多声源组成的广义噪声源,例如道路、铁路交通或工业区(它可能包括有一些设备或设施以及在场地内往来的车辆等),可通过分区用位于中心位置的等效点声源近似。将某一分区等效为点声源的条件是:

(1)分区内声源有大致相同的强度和离地面的高度、到预测点有相同的传播条件;

(2)等效点声源到预测点的距离d应大于声源最大尺寸2倍(d>2 Hmax),如距离较小(d≤2 Hmax),总声源必须进一步划分为更小的区;

(3)等效点声源的声功率级等于分区内各声源声功率级的能量和。

在符合上述条件的情况下,可用等效声源计算的声衰减表示这一分区的声衰减。

声压级计算公式

两个点声源的合成声压级的表达式为:

式中:Lp1、Lp2分别为两个点声源,在声场中某点Q产生的声压级。

当Lp1=Lp2时,

因此可以得出一个重要结论:声压级加倍,总声压级只增加3 dB。

若某一点声源在Q处的声压级加倍,此时总声压级变为:

由此可得出另一个重要结论:单个点声源声压加倍,总声压级增加6 dB。

距离发散衰减公式

自由声场(自由空间)条件下,点声源的声波遵循着球面发散规律,按声功率级作为点声源评价量,其衰减量公式为:

式中:△L—距离增加产生的衰减值,dB;

r—点声源至受声点的距离,m。

如果已知点声源A的声功率级LWA(也可为声功率级),且声源处于自由空间,则r处的A声级为:

声源处于半自由空间,则r处的A声级为:

由上述公式可得,在距离点声源r1处至r2处的衰减值为:

几何发散衰减公式

无指向性点声源几何发散衰减的基本公式为:

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