Раздел 2. Методы акустических расчетов

В практике часто бывает необходимо определить характер и интенсивность шума в той или иной точке пространства или помещения, а затем сопоставить его с предельно допустимым.

Обычно шумовые характеристики источников шума (уровень звуковой мощности и характеристика направленности) и условия распространения шума известны.

При решении практических задач возможны три случая: распространение шума от источника происходит в: открытую атмосферу, помещение, канал.

В первом случае дальнее звуковое поле характеризуется уменьшением уровней звукового давления на 6 дБ при удвоении расстояния. При излучении в помещения часто уровень звукового давления в некоторой области звукового поля не зависит от расстояния до источника, и такое поле называется диффузным. При излучении шума в канал происходит распространение плоской звуковой волны.

Приближенные методы акустических расчетов ожидаемого шума основываются на энергетических свойствах звукового поля. При проведении расчетов предполагается, что источник шума является точечным, а линейный источник заменяется системой источников, находящихся на определенном расстоянии друг от друга.

Задача 1. Расчет уровня звукового давления в свободном звуковом поле (в открытом пространстве или в больших заглушенных помещениях) на определенном расстоянии от источника звука, шумовые характеристики которого известны

Интенсивность звука, создаваемого точечным источником в свободном звуковом поле, равна

, (2.1)

где Р – звуковая мощность источника в Вт

• Q – фактор направленности излучения; который определяется по формуле: , где – квадрат звукового давления в определенном направлении, а - квадрат среднего звукового давления по всем направлениям

• R– расстояние от центра излучения до данной точки в м.

Разделив обе части этого выражения на пороговое значение интенсивности и мощности, найдем, что уровень интенсивности без учета затухания в атмосфере

L, = L_Р + 10 lg Q — 20 lg r — 11, дБ (2.2)

Заменив в этом выражении уровень интенсивности L, на уровень звукового давления L (численно ему равный) и введя вместо 10 lg Q значение показателя направленности ПН, a также значение затухания звука в атмосфере ДL_a= r и предположив, что действует не один, а п источников, получим окончательную формулу для расчета уровня звукового давления на определенном расстоянии от источника

L = L_p + ПН - 20 lg r - 11 - r + 10 lg n, дБ, (2.3)

где L — уровень звукового давления в данной точке в дБ;

Lp — уровень звуковой мощности в дБ;

ПН — показатель направленности излучения в дБ;

r — расстояние от источника шума до данной точки в м;

n — число источников шума;

Д — затухание шума в атмосфере в дБ/км, определяемое] в зависимости от среднегеометрических частот октавных полос:

Среднегеометрические частоты

Октавных полос , Гц	63	125	250	500	1000	2000	4000	8000
Затухание шума, дБ/км	0	0,7	1,5	3	6	12	24	48

В условиях, когда шум распространяется над поверхностью земли формула (16) принимает вид

L = L_p + ПН – 20 lg к – 8 - r + 10 lg n (2.4)

Пример. Реактивный самолет, имеющий звуковую мощность 170 дБ в октавной полосе со средней частотой 1000 гц, пролетает над населенным пунктом на высоте 1000 м. Показатель направленности излучения в данном направлении составляет ПН = —5 дБ.

Необходимо определить уровень звукового давления в момент, когда самолет пролетает над населенным пунктом. Используя формулу (16), находим

L= 170 – 5 – 20 lg 1000 – 11 – 1000 + 10 lg 1 =88 дБ. (2.5)

Таблица 2.1.