Презентация Строительная акустика. Звуковые волны. Спектры. Звуковое давление. Интенсивность звука

Рис.1 Строительная акустика Преподаватель Соколов Александр Николаевич

Рис.2 moodle. spbgasu. ru

Рис.3 1 Лекция - тезисы Основные понятия Звуковые волны Спектры Звуковое давление Интенсивность звука

Рис.4

Рис.5 Нормативные документы СНИП 23-03-2003 «Защита от шума» СП 23-103-2003 «Проектирование звукоизоляции ограждающих конструкций жилых и общественных зданий»

Рис.6 Архитектурно-строительная акустика Основной задачей архитектурной акустики является исследование условий, определяющих слышимость звука и музыки в помещениях, и разработка архитектурных планировочных и конструктивных решений, обеспечивающих оптимальные условия слухового восприятия. А так же, подавление шума (обеспечение звукоизоляции и шумозащиты)

Рис.7 Свободные (собственные) колебания Совершаются за счёт первоначально сообщённой энергии при последующем отсутствии внешних воздействий на систему, совершающую колебания

Рис.8 Гармонические колебания

Рис.9 Гармонические колебания

Рис.10 Затухающие колебания Колебания, амплитуда которых с течением времени уменьшается из-за потерь энергии реальной колебательной системой

Рис.11 Затухающие колебания

Рис.12 Вынужденные колебания

Рис.13 Вынужденные колебания

Рис.14 Резонанс Явление резкого возрастания амплитуды вынужденных колебаний при приближении частоты вынуждающей силы к собственной частоте колебательной системы. Резонансная частота

Рис.15 Резонансные кривые

Рис.16 Основные понятия. Звуковые волны. Звук – это колебательное движение в любой материальной, то есть обладающей упругостью и инерционностью среде, вызванное каким-либо источником. Звуковой волной называют процесс распространения колебательного движения в среде.

Рис.17

Рис.18 Колебания частиц упругой среды

Рис.19 Фронтом звуковой волны называют поверхность, проходящую через частицы среды, совершающие колебания в одной и той же фазе. Направление распространения звука в каждой точке фронта является нормалью к его поверхности. Фронтом звуковой волны называют поверхность, проходящую через частицы среды, совершающие колебания в одной и той же фазе. Направление распространения звука в каждой точке фронта является нормалью к его поверхности.

Рис.20

Рис.21 Гармоническая волна или синусоидальная волна Упругая волна называется гармонической, если соответствующие ей колебания частиц среды являются гармоническими.

Рис.22

Рис.23 Длина волны Расстояние, измеренное вдоль направления распространения волны, между ближайшими частицами, колеблющимися в одинаковой фазе (разность фаз их колебаний равна 2 π) Расстояние, за которое распространяется волна за время равное периоду колебаний

Рис.24 Волновая поверхность (фронт волны) Геометрическое место точек, в которых фаза колебаний имеет одно и то же значение Направление распространения волны в каждой точке волновой поверхности является нормалью к ней

Рис.25 Волна называется Плоской, если её волновые поверхности представляют совокупность плоскостей, параллельных друг другу Сферической (шаровой), если её волновые поверхности имеют вид концентрических сфер Цилиндрической, если её волновые поверхности имеют вид боковых поверхностей цилиндра

Рис.26

Рис.27 Уравнение бегущей волны Источник: точка, расположенная на расстоянии x от источника колебаний в момент времени t: - время, необходимое для прохождения волной расстояния x

Рис.28 Уравнение бегущей волны Плоская волна Сферическая волна

Рис.29 Волновое уравнение (в общем случае в однородной изотропной среде) для плоской волны

Рис.30 Звуковые волны (звук) упругие волны, т. е. механические возмущения, распространяющиеся в упругой среде, вызывающие у человека звуковые ощущения

Рис.31 Частотные диапазоны

Рис.32 Волна характеризуется Амплитудой Частотой Формой

Рис.33 Амплитуда

Рис.34 Частота

Рис.35 Форма волны Синусоидальная звуковая волна – чистый тон Несинусоидальная звуковая волна

Рис.36 Сложение трёх синусоидальных колебаний одинаковой частоты и фазы

Рис.37 Сложение двух синусоидальных колебаний одинаковой частоты, но противоположных по фазе

Рис.38 Сложение трёх синусоидальных колебаний одинаковой частоты и амплитуды, но несовпадающих по фазе

Рис.39 Сложение двух синусоидальных колебаний с близкими частотами (биения)

Рис.40 Сложение трёх синусоидальных колебаний с кратными частотами (1:2:3) (на примере скрипичного тона)

Рис.41 Форма волны Тон: Звуковые колебания синусоидальной формы. Звучание: Наложение многих тонов. Шум: Нерегулярные колебания без закономерной зависимости. Громкий резкий короткий звук: Кратковременный, очень сильный быстро кончающийся звуковой сигнал.

Рис.42 Восприятие звука в зависимости от свойств волны Частота – определяет высоту тона Амплитуда – определяет громкость Форма волны – определяет окраску звучания

Рис.43

Рис.44 Частотный спектр (или частотная характеристика) - Распределение (зависимость) какой-либо физической величины (звуковой энергии, амплитуды, колебаний и т. п. ) от частоты

Рис.45 Типы спектров Линейчатый (дискретный) спектр – а Сплошной спектр – б Смешанный спектр – в

Рис.46 Типы спектров Линейчатый дискретный спектр периодические колебания сложной формы (представляются суммой синусоидальных колебаний с различной амплитудой) Сплошной спектр непериодические колебания сложной формы (представляются в виде бесконечно большого числа синусоидальных составляющих) Смешанный спектр наложение линейчатого и сплошного спектров

Рис.47 Белый шум - равномерное распределение энергии в звуковом диапазоне частот

Рис.48

Рис.49 Октава полоса частот (от f1 до f2), в которой верхняя частота в два раза больше нижней Третьоктавная полоса За среднюю частоту полосы принимают среднегеометрическую частоту

Рис.50 Частоты в октавных интервалах

Рис.51 Музыкальные интервалы Октава Квинта Кварта Большая терция Малая терция Большая секста Малая секста Большая секунда Малый полутон

Рис.52 Музыкальные интервалы

Рис.53

Рис.54

Рис.55 Продольная волна направление колебаний частиц среды совпадает с направлением распространения волны Продольные волны связаны с объёмной деформацией. Могут образовываться и распространяться в любой среде.

Рис.56 Поперечная волна частицы среды колеблются, оставаясь в плоскостях, перпендикулярных направлению распространению волны Поперечные волны связаны с деформациями сдвига. Могут образовываться и распространяться только в твёрдых телах

Рис.57 Упругие свойства среды характеризуются одной или двумя упругими постоянными K – модуль объёмной упругости G – модуль сдвига

Рис.58 Скорость распространения Продольной волны в однородной газообразной среде или жидкости Поперечной волны в неограниченной изотропной твёрдой среде Продольной волны в тонком стержне В пластине

Рис.59

Рис.60 Скорость распространения звуковой волны в газе