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声音测量的基础-第14讲"噪音评价"之10-关于室固有振动频率

在上一篇文章中,我们利用声功率水平和室内声压水平的关系式,具体分析了室内的某一点。
我们展示了计算声压的过程。正如我最后提到的,吸音材料不均匀,
在音源、受音点附近有反射物的情况下,不满足扩散音场,出示的公式
中所述修改相应参数的值。

另外,在长方体室的情况下,即使室表面很硬,也要根据深度、宽度、高度的尺寸比来决定。
在被设定为室内振动频率的室内固有振动频率中,如果存在与其相近的纯音成分,就会产生驻波,使室内振动频率降低。
中描述的场景,使用下列步骤创建明细表,以便在概念设计中分析体量的周长。

这次,以两个尺度不同的房间为例,计算室的尺寸比和固有频率的关系。
我决定看看。

长方体室的固有振动频率表示如下。

  • 声音测量基础知识-第14期"噪音评估"之10-关于室内固有频率_No.1
  • 声音测量基础知识-第14期"噪音评估"之10-关于室内固有频率_No.2

.................................(1)

由于存在nx、ny和nz的任意组合的固有频率,因此可以根据组合将其分为三种类型。

  1. 一维模式
    nx、ny和nz中的两个位于0。因为是与一根轴平行的波浪,所以称为轴波
  2. 二维模式 (tangential mode)
    3个n中有1个为0。平行于一对平行墙面,
    斜向入射到另两对墙面的波,称为切线波。
  3. 三维模式 (oblique mode)
    三个n都不为0。全都是斜着入射的波,叫做斜波。

表1计算中使用的2个长方体室单位 (m)

  宽度 深度 高度 假定的房间
长方体室A

2.0

3.0

1.5

汽车内大小的房间

长方体室B

8.0

11.0

5.0

50可容纳人左右的小大厅

以表1所示的2室为例,估算固有振动频率后,如下一页图2所示。

长方体室A是假设汽车内部大小的房间,但是在100Hz以下仅有2个固有频率,它们都是1次模式的轴波,最低频率是57Hz,另一个是85Hz。由于深度与高度的尺寸比为2:1、深度与宽度的尺寸比为3:2,因此,例如图2所示的从低到高的固有振动频率no.7与no.8、no.11与no.12等一致的频率频繁出现。在室内设计中,固有振动频率最好尽可能分散,必须避免这种由简单尺寸比构成的室内设计。

长方体室B是一个假设可以容纳约50人的小大厅的房间,但它的体积比约为长方体室A的50倍,尺寸比约为3.7倍。固有振动频率的最低频率是15Hz,在100Hz以下有66个固有频率。(列出的第50个固有频率86Hz) 从no.29到no.32有4个71Hz的组合。在前后相邻的频率中存在固有振动,并且可以估计以71Hz为中心的频率分布是可能根据位置发生谐振和反谐振的频率。

  • 图2两个房间的固有振动频率(对于列表,从低到高显示50个频率)
    图2两个房间的固有振动频率(对于列表,从低到高显示50个频率)

因此,在设计基于长方体的房间时,考虑固有振动频率分布中不集中的尺寸比以及混响时间等设计是重要因素。

另外,室内固有频率的测量典型地显示作为室内传输频率特性通过扫掠纯音。

(摘自2010年5月20日发行的电子邮件杂志)