2013 年环保工程师物理污染控制讲义 2

(3)柱面波

　　若声源为长圆柱形，其长度远大于波长，辐射的波阵面为同轴圆柱面，这种声波称

 

 

为柱面声波。这时 ，其中 为圆柱长度，柱面波波动方程为：

 

 

 

　　对于远场，简谐柱面声波有： 柱面波的声阻抗率在 时，有： 柱面声波的传播特性

为：

　　①在理想介质中，声压近似与距离的平方根成反比。

 

　　②介质声阻抗率为复数，当 很大时，声抗分量可以忽略。

 

 

　　③在距离较大时，柱面波的声强 ，声强与距离成反比。每单位长度辐射的功率是 。

　　(4)声源的指向性

　　声源在自由场中向外辐射声波时，声压级随方向的不同呈现不均匀的属性，称为声

 

 

 

源的指向性。声源指向性常用指向性因数 或指向性指数 来表示。指向性因数 的定义是：

声场中某点的声强，与同一声功率声源在相同距离的同心球面上的声强之比。指向性因数 

无量纲。

 ——

 

　　式中：

任意方向上一定点的声强， ;

——

 

　　

通过与该点同心球面上的平均声强， 。

 ——

　　式中：

任意方向一定点上某频率的声压，dB;

——

　　

通过与该点同心球面上同一频率的声压，dB。

　　声源的指向性与声源的大小和辐射波长有关。当声源小到可视为点声源大小的程度时，

以声源为中心，声波以近似球面的形式向外均匀发散;当声源尺寸远大于声波波长时，如

声波以声束形式，集中向一个方向发散，则可认为该声波具有较强的指向性。

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