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點聲源

鎖定
點聲源(Point source)亦稱“球面聲源”或“簡單聲源”,為機械聲源中最基本的輻射體。在自由場條件下,它向各個方向均勻地輻射聲能。當聲源的尺度遠小於其發射聲波的波長時,它的各部分振動的相位近似相同,所產生的聲場在以此聲源為中心的球面上呈均勻分佈,則不管輻射體是什麼形狀,都可看作點聲源 [1] 
中文名
點聲源
外文名
Point source
別    名
球面聲源或簡單聲源
屬    性
機械聲源
特    徵
聲源尺度遠小於發射聲波的波長
舉    例
開動的單台機械裝置等

點聲源簡介

假如聲源很小(其幾何尺寸比聲波波長小得多或傳播距離小很多),並且聲源的指向性不強時,可以把此聲源近似作為點聲源。例如:工廠的排氣裝置、開動的單台機械裝置及田野中的收割機等遠場分析時可作為點聲源。點聲源輻射的聲波以聲源為中心按近似球面波的方式向外輻射 [2]  。實際上,這是把有限尺寸的聲源在給定物理條件(尺度遠小於波長)下,抽象地看作一個沒有尺度的點,這種科學的抽象,為研究問題帶來很大的方便。

點聲源實際聲源近似為點聲源的條件

從理論上可以認為任何形狀的聲源,只要聲波波長遠遠大於聲源幾何尺寸,該聲源就可視為點聲源。在聲環境影響評價中,利用上述定義和理論來認定點聲源是有一定困難的。簡單的近似是,對於單一聲源,如聲源中心到預測點之間的距離超過聲源最大幾何尺寸2倍時,該聲源可近似為點聲源。由眾多聲源組成的廣義噪聲源,例如道路、鐵路交通或工業區(它可能包括有一些設備或設施以及在場地內往來的車輛等),可通過分區用位於中心位置的等效點聲源近似 [3]  。將某一分區等效為點聲源的條件是:
(1)分區內聲源有大致相同的強度和離地面的高度、到預測點有相同的傳播條件;
(2)等效點聲源到預測點的距離d應大於聲源最大尺寸2倍(d>2 Hmax),如距離較小(d≤2 Hmax),總聲源必須進一步劃分為更小的區;
(3)等效點聲源的聲功率級等於分區內各聲源聲功率級的能量和。
在符合上述條件的情況下,可用等效聲源計算的聲衰減表示這一分區的聲衰減。

點聲源聲壓級計算公式

兩個點聲源的合成聲壓級的表達式為 [4] 
式中:Lp1、Lp2分別為兩個點聲源,在聲場中某點Q產生的聲壓級。
當Lp1=Lp2時,
因此可以得出一個重要結論:聲壓級加倍,總聲壓級只增加3 dB。
若某一點聲源在Q處的聲壓級加倍,此時總聲壓級變為:
由此可得出另一個重要結論:單個點聲源聲壓加倍,總聲壓級增加6 dB。

點聲源距離發散衰減公式

自由聲場(自由空間)條件下,點聲源的聲波遵循着球面發散規律,按聲功率級作為點聲源評價量,其衰減量公式為:
式中:△L—距離增加產生的衰減值,dB;
r—點聲源至受聲點的距離,m。
如果已知點聲源A的聲功率級LWA(也可為聲功率級),且聲源處於自由空間,則r處的A聲級為:
聲源處於半自由空間,則r處的A聲級為:
由上述公式可得,在距離點聲源r1處至r2處的衰減值為:

點聲源幾何發散衰減公式

無指向性點聲源幾何發散衰減的基本公式為:
參考資料
  • 1.    《環境科學大辭典》編輯委員會.環境科學大辭典:中國環境科學出版社,1991
  • 2.    張穎,許雲峯.物理污染控制工程技術與實踐:化學工業出版社,2009
  • 3.    環境保護部環境工程評估中心.環境影響評價技術方法 2011年版:中國環境科學出版社,2011
  • 4.    曾廣興.現代音響技術應用:廣東科技出版社,1997