聲學軟件
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室內聲學設計—聲場、自由聲場、近場和遠場
時間：
2021-10-23
作者：
思成舞臺設計
分類：
聲學知識
1、聲場
聲場是指媒質中有聲波存在的區(qū)域。描述聲場的物理量可以是聲壓、質點振動速度、位移或媒質密度等，它們一般都是位置和時間的函數。聲場中這些物理量隨空間位置的變化與隨時間的變化間的關系由聲學波動方程描述,解出聲波方程的滿足邊界條件的解即可知道聲場隨空間的分布、隨時間的變化及能量關系等。
2、自由聲場
聲源在均勻、各向同性的媒質中, 邊界的影響可以不計的聲場稱為自由聲場。在自由聲場中，聲波按聲源的輻射特性向各個方向不受阻礙和干擾地傳播。
理想的自由聲場很難獲得，人們只能獲得滿足一定測量誤差要求的近似的自由聲場。例如地面反射聲和噪聲可忽略的高空，當氣象條件適宜時，便可以認為是自由聲場。實際上風、云、空氣密度變化等都會影響聲波的傳播。又如在經過專門設計的房間中，在一定的頻率范圍內，房間的邊界能有效地吸收所有入射的聲波，這樣的房間內的聲音主要是直達聲，也可認為是自由聲場。這樣的房間稱消聲室。
在寬闊的廣場上空，或者室內有一個面是全反射面，其余各面都是全吸聲面，這樣的空間稱半自由聲場或反射面前方的自由聲場。如消聲室地板用反射面來模擬半自由空間則稱為半消聲室。
3、近場和遠場
自由聲場中聲源附近聲壓與質點速度不同相的聲場稱為近場。近場區(qū)域內聲壓隨距離變化的關系比較復雜。距離甚大于聲源輻射面線度和波長，聲壓與質點速度同相的聲場稱為遠場。在遠場區(qū)，聲源直接輻射的聲壓與離聲源的距離成反比。一般所說的聲場都是指遠場；噪聲測試也多在遠場條件下進行。
4、封閉空間中的聲場
聲源在被聲阻抗率不同的界面所包圍的空間中輻射的聲場稱封閉空間中的聲場。例如機器在車間或實驗室中發(fā)出噪聲，當門、窗或其他開口的面積遠小于整個邊界的面積，則室內的聲場就可以近似地看作是封閉空間中的聲場。聲源在封閉空間中輻射聲波時，傳播到各界面上的聲波,一部分被界面吸收,一部分被反射。在一般房間中，要經過多次反射后，聲波的強度才減弱到可以被忽略的程度。
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