用波動聲學(xué)處理室內(nèi)聲學(xué)問題

　　用波動聲學(xué)處理室內(nèi)聲學(xué)問題，即是從聲波波動的物理本質(zhì)出發(fā)，求解滿足一定邊界條件的聲波動方程。這里僅限于討論駐波及房間共振現(xiàn)象。

　　（一）駐波

　　駐波是駐定的聲壓起伏，由兩列在相反方向上傳播的同頻率的聲波相互疊加而形成，波腹和波節(jié)的位置固定。

　　（二）兩個平行墻面間產(chǎn)生駐波的條件

　　兩個平行墻面之間維持駐波狀態(tài)的條件為：

　　 （3-22）

　　式中f——共振頻率，Hz；

　　L——兩平行墻面間的距離，m

　　c——聲速，m／s2

　　n——不為零的正整數(shù)，1，2，3，…，∞，每一個數(shù)對應(yīng)一個振動方式。

　　（三）矩形房間的聲共振

　　1．矩形房間的共振頻率

　　在矩形房間的三對平行表面間也可產(chǎn)生共振，稱為軸向共振。除了三個方向的軸向共振外，聲波還可在兩維空間內(nèi)出現(xiàn)駐波，稱為切向共振，此外，還會出現(xiàn)斜向共振。矩形房間的共振頻率為：

　　（3-23）

　　式中Lx，Ly，Lz——分別為房間的長、寬、高，m；

　　nx，ny，nz——零或任意正整數(shù)，不同時為零。

　　選擇任一組nx、ny、nz不同時為零的非負(fù)整數(shù)，即對應(yīng)一種振動方式。從上式可以看出，房間尺寸的選擇，對共振頻率有很大影響。

　　2．共振頻率的簡并

　　某些振動方式的共振頻率相同時，就會出現(xiàn)共振頻率的重疊現(xiàn)象，稱為共振頻率的簡并。

　　在出現(xiàn)簡并的共振頻率上，那些與共振頻率相當(dāng)?shù)穆曇魰�被加�?qiáng)，造成頻率畸變，使人們感到聲音失真，產(chǎn)生聲染色。同時，這種簡并現(xiàn)象還將導(dǎo)致某些頻率的聲音能量，特別是低頻聲，在空間分布上的不均勻。

　　為了克服簡并現(xiàn)象，使聲音分布均勻，可采取以下措施：

　�。�1）選擇合適的房間尺寸、比例和形狀。房間長、寬、高的比值選擇為無理數(shù)時，可有效地避免共振頻率的簡并。在這方面，正方體的房間是最不利的。

　　（2）將房間的墻面或頂棚做成不規(guī)則形狀，在墻面或頂棚上布置聲擴(kuò)散構(gòu)件，或不規(guī)則地布置吸聲材料，可在一定程度上克服共振頻率的簡并現(xiàn)象。