3、聲波的衰減

聲源發(fā)出的噪聲在媒質(zhì)中傳播時(shí)發(fā)生反射、折射和衍射等現(xiàn)象，其聲壓或聲強(qiáng)將隨著傳播距離的增加而逐漸衰減。這些衰減通常包括聲能隨距離的發(fā)散傳播引起的衰減 、空氣吸收引起的衰減 、地面吸收引起的衰減 、屏障引起的衰減 和氣象條件引起的衰減 等，總衰減量 可表示為：

(1)擴(kuò)散引起的衰減

聲源輻射噪聲時(shí)，聲波向四面八方傳播，波陣面隨距離增加而增大，這種由于擴(kuò)散、聲強(qiáng)隨傳播距離增加而衰減的現(xiàn)象稱擴(kuò)散衰減。

①點(diǎn)聲源：點(diǎn)聲源在各向同性的均勻介質(zhì)中傳播時(shí)，聲波的形式是以聲源為中心的球面波，在同一半徑的球面上各點(diǎn)聲波的相位相同。這種無(wú)指向性的聲波，聲強(qiáng)和聲功率之間存在如下關(guān)系： 位于剛性地面上的聲源產(chǎn)生的聲波，因只能向一半的空間輻射，其接收點(diǎn)的聲強(qiáng)可如下式計(jì)算：

常溫時(shí)球面聲波擴(kuò)散衰減的表達(dá)式為： 為接收點(diǎn)的聲壓級(jí); 為聲源的聲功率級(jí); 為接收點(diǎn)到中心的距離; 為修正系數(shù)，自由空間 ，半自由空間 。

距聲源中心半徑分別為 和 的兩點(diǎn)間的擴(kuò)散衰減用聲壓級(jí)差表示為： 如果聲源具有指向性，則聲波的擴(kuò)散衰減可表示為： ②線聲源：若每單位長(zhǎng)線狀聲源的聲功率為 ，在距離聲源為 點(diǎn)上的聲壓 與聲功率的關(guān)系為： ，用聲壓級(jí)表示為： ，若聲源無(wú)指向性，則 ，距離聲源分別為 和 的兩點(diǎn)間的聲壓級(jí)差，或者說(shuō)擴(kuò)散衰減量為： ③面聲源：矩形面聲源的情況較為常見(jiàn)，但其計(jì)算較復(fù)雜。

(2)空氣吸收引起的衰減

聲波傳播時(shí)空氣吸收衰減產(chǎn)生的原因是，聲波在空氣中傳播時(shí)，空氣中相鄰質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)速度不同會(huì)產(chǎn)生黏滯力，將使聲能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮芟牡?。聲波傳播時(shí)，空氣介質(zhì)發(fā)生壓縮和膨脹的周期變化，相應(yīng)的發(fā)生溫度的升高和降低，溫度梯度的出現(xiàn)，將導(dǎo)致熱傳導(dǎo)方式的熱交換，從而使聲能轉(zhuǎn)化為熱能?？諝庵兄饕姆肿邮请p原子的氧分子和氮分子，一定狀態(tài)下空氣分子轉(zhuǎn)動(dòng)或振動(dòng)時(shí)存在固有頻率。無(wú)聲時(shí)介質(zhì)分子微觀運(yùn)動(dòng)處于一種動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，當(dāng)有聲擾動(dòng)且聲波頻率接近分子微觀運(yùn)動(dòng)的頻率時(shí)，使能量轉(zhuǎn)化平衡被打破，建立新的平衡需要一定的時(shí)間，此種由原來(lái)平衡到建立新的平衡的過(guò)程為“熱馳豫過(guò)程”，將使聲能耗散而使聲強(qiáng)衰減。上述原因使得聲波在空氣中傳播時(shí)出現(xiàn)衰減，即空氣吸收衰減，衰減與空氣溫度、濕度和聲波頻率有關(guān)。

因空氣吸收而引起的聲強(qiáng)隨距離的指數(shù)衰減關(guān)系為： (3)其他原因引起的衰減

①雪、雨、霧的影響

②溫度梯度的影響

③風(fēng)場(chǎng)的影響

④地面效應(yīng)的影響

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