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技術(shù)前沿
噪聲污染是一種物理性污染,它的特點(diǎn)是局部性的和無后效應(yīng)的。如果聲源停止輻射,噪聲污染自然就會(huì)消失。在任何噪聲環(huán)境當(dāng)中,聲源發(fā)出噪聲并且向外界輻射的過程都可以用如下示意圖簡(jiǎn)單描述。
噪聲源、傳播途徑和接收者三個(gè)環(huán)節(jié)是噪聲控制中必須考慮的,相應(yīng)的措施包括:聲源控制、傳播途徑控制和保護(hù)接收者三個(gè)方面。
聲源控制是噪聲控制中根本和有效的手段,也是受重視的問題。研究各種聲源的發(fā)生機(jī)理、控制和降低噪聲的發(fā)生是根本性措施。目前在聲源的控制上主要采用兩種辦法:一是改進(jìn)設(shè)備結(jié)構(gòu),提高加工和裝配質(zhì)量,以降低聲源的輻射聲功率;二是利用聲的吸收、反射、干涉等特性,采用吸聲、隔聲、減振等技術(shù)措施控制聲源的聲輻射。如果采用不同的控制方法,可以收到不同的降噪效果,通??梢越档驮肼暳恐?-20 dB(A)。
傳播途徑中的控制是常用的方法,因?yàn)楫?dāng)機(jī)器或工程已經(jīng)完成后,再?gòu)穆曉瓷蟻砜刂凭蜁?huì)受到限制了,但從聲的傳播途徑上控制卻是大有可為、效果明顯。這方面的方法有很多,如隔聲、隔振處理以及隔聲屏障、隔聲間的使用等都是有效措施;吸聲處理也是一種有效措施。對(duì)傳播途徑的處理實(shí)質(zhì)上就是增加聲音在傳播過程中的衰減,減少傳輸能量。
對(duì)接收者的保護(hù)也是一個(gè)重要手段,是環(huán)境保護(hù)的目標(biāo)。接收者可以是人,也可以是靈敏的設(shè)備(如電子顯微鏡、激光器、靈敏儀器等)。工人可以佩帶護(hù)耳裝置(如耳罩或耳塞)或在隔聲間操作等方法加以保護(hù);儀器設(shè)備可以采取隔聲、隔振設(shè)計(jì)等手段加以保護(hù)。
物體在彈性介質(zhì)中振動(dòng)會(huì)引起周圍介質(zhì)的振動(dòng),從而激發(fā)聲波。研究聲源的聲輻射有助于認(rèn)識(shí)聲源振動(dòng)對(duì)輻射聲場(chǎng)的貢獻(xiàn)、掌握聲輻射的基本特性和規(guī)律。
聲源的形式是多種多樣的,實(shí)際聲源的結(jié)構(gòu)形式往往是十分復(fù)雜的,要想從數(shù)學(xué)上嚴(yán)格求解幾乎是不可能的。理論分析中常用的處理方法就是將實(shí)際復(fù)雜的聲源簡(jiǎn)化處理成各種典型聲源,比如球聲源、點(diǎn)聲源、活塞式聲源等等。例如,機(jī)器在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中輻射噪聲,在聲場(chǎng)的遠(yuǎn)場(chǎng)分析中就可以把機(jī)器看成是一個(gè)點(diǎn)聲源;公路上川流不息的汽車在行駛過程中輻射噪聲,在遠(yuǎn)場(chǎng)分析中可以把它們作為線聲源處理;飛機(jī)或船舶在航行過程中依靠螺旋槳提供推力,螺旋槳運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生噪聲,根據(jù)所產(chǎn)生噪聲的特性,可以把它作為偶極子或四極子處理。
在工程振動(dòng)與噪聲分析中,還會(huì)遇到號(hào)筒聲輻射、揚(yáng)聲器紙盆振動(dòng)這一類的問題,這類問題可以用無限障板上活塞的振動(dòng)來近似。薄殼結(jié)構(gòu)的彎曲振動(dòng)是輻射噪聲的主要原因,作為復(fù)雜結(jié)構(gòu)振動(dòng)與噪聲控制的理論基礎(chǔ),有限薄板的彎曲振動(dòng)聲輻射十分重要。
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