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[科普中国]-噪声辐射

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噪声源很多,从辐射声波的机理来看,有点源(简单声源)、偶极子源和四极子源等基本类型。实际的声源可以看成是这些声源的叠加。研究点源、偶极子源和四极子源的辐射特性,对噪声源辐射的研究,有普遍的和实际的意义。

简介噪声源很多,从辐射声波的机理来看,有点源(简单声源)、偶极子源和四极子源等基本类型。实际的声源可以看成是这些声源的叠加。研究点源、偶极子源和四极子源的辐射特性,对噪声源辐射的研究,有普遍的和实际的意义。

点源在空间某点上质量流率随时间改变时就形成点源。点源的声辐射是无指向性的。设简谐点源的运动为:
S(t)=Sωcosωt

式中S(t)为源处的流体的体积变化率;Sω为源处的流体的体积速度最大值,叫点源强度;ω为圆频率。简谐点源的辐射声功率为:式中ρ和c分别为环境媒质的密度和声速;│Sω│为点源强度的有效值。

均匀脉动球、简单机械振动、脉动排气、旋笛和有封闭音箱的扬声器等,当辐射波长远大于这些声源的大小时都可近似地看作是点源1。

偶极子源由两个无限接近(与波长相比较),强度相等,但相位相反的点源组成。偶极子源强度为一矢量,振动的球体、开口的扬声器、风吹声源、边棱声源、锣等,当波长远大于这些源的大小时,都可以看作是偶极子源。

四极子源由无限接近(与波长相比较)、强度相等但方向相反的两个偶极子源组成。两个偶极子的空间排列可有九种不同的情况,其中有两种基本组成,一种称为等轴四极子,一种称为轴向四极子,这两种四极子有不同的指向性。任意的四极子可以分解为六个等轴四极子和三个轴向四极子。湍流辐射,如自由喷注的湍流辐射等是四极子源。
气流的起伏运动是气动声源,起伏强度同平均流速有关。点源、 偶极子源、 四极子源的辐射功率分别同、和成正比。

脉动球表面沿半径方向振动时就形成脉动球。球直径小于1/3波长时,它的辐射性质与点源相同。直径大于波长时,脉动球的辐射无指向性。
无穷障板中的活塞完全是刚性的,活塞上各点的振动相位完全相同。活塞周围的障板能使活塞前面和活塞后面的辐射互相不产生影响。
运动点源的指向性不同于静止时的均匀指向。在亚声速的情况下,源前方和后方的声压的比值为。源后方的声压最小,随着方向的改变,声压逐渐增加到源前方的最大声压值1。

本词条内容贡献者为:

黄头生 - 副教授 - 华北电力大学