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[科普中国]-面声源

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面声源( Plane source)为辐射平面声波的振动体,是实际生活中经常遇到的一种声源。面声源的波阵面为平行于与传播方向垂直的平面,波阵面上各点具有相同的振幅和相位。如辐射低频声波的大面积墙面,大型机器设备的振动表面等,都可视作面声源,可分为圆形面声源和长方形面声源两类1。

简介面声源也是实际生活中经常遇到的一种声源。一个大型机器设备的振动表面,透声的墙壁,均可以认为是面声源。理想的面声源是由无数点声源连续分布组合而成的。如果面声源的单位面积声功率为W,各面积元噪声的位相是随机的,其合成声级可按能量叠加方法求出。典型的理想面声源包括无限大障板上平面圆形活塞、自由空间中无支撑的平面圆形活塞以及正方形和矩形声源、曲面和锥形曲面声源等。活塞式声源是指一种平面状的振子,当它沿平面的法线方向振动时,其面上各点的振动速度幅值和相位都是相同的,活塞式声源是生活中常见的基本声源2。

面声源的传播特性圆形面声源对于一个圆形无指向性面声源,其声源直径为D,则距面声源为d的中心轴上P点的声功率级和声压级的关系为3:

由公式的第三项可分析声压级随距离的衰减特性,如右图所示。即当距离d大于声源直径D时,声压级随距离加倍衰减6 dB,和点声源特性相同;当距离d小于声源直径D时,声压级衰减缓慢。

长方形面声源对于长方形面声源(b>a),中心轴线上的几何发散衰减特性如右图所示,虚线为实际衰减量,可近似如下4:

(1)当r