А. В. БЕЛОРОЗОВ, И. В. КОЛОТИЛОВ

Центральный физико-технический институт

методикА РАСЧЕТА АКУСТИЧЕСКИХ полеЙ

В ОГРАНИЧЕННЫХ ОБЪЕМАХ

С жесткими СТЕНКАМИ

Представлена методика расчета акустических полей конечного числа излучателей, помещенных в замкнутый объем, ограниченный отражающими стенками. Основой создания методики послужил метод распределенных источников.

Параметры акустических полей, реализуемых в открытом пространстве традиционными способами, часто оказываются непригодными для проведения экспериментальных исследований. Например, при проведении экспериментов возникают особые требования к пространственному распределению звукового давления. Большей части этих требований можно удовлетворить, создав акустическое поле в ограниченном отражающими стенками замкнутом объеме, внутри которого расположены источники звука. Нами предлагается расчетная методика, позволяющая определить параметры акустического поля в объеме в зависимости от типа, количества и расположения источников звука в нем.

Точное решение этой задачи можно получить, используя теорию излучения и отражения звука [1]. Однако на деле применение этого метода не оправдано его трудоемкостью в силу проблематичности задания граничных условий и учета механических свойств отражающей поверхности, тем более если источники звука расположены в объеме произвольно. Альтернативный подход к решению задачи заключается в использовании метода распределенных источников [2], который не обладая универсальностью волновой теории, тем не менее в целом ряде случаев позволяет сколь угодно точно приближаться к «волновому» решению задачи. Кроме того, метод распределенных источников нагляден и сравнительно легко реализуется алгоритмически.

Представляемая методика предназначена для расчета параметров акустических полей в замкнутых объемах характерного линейного размера , при этом удовлетворительное описание полей достигается на расстояниях не менее ( – размер излучателя) от стен и ребер объема, что объясняется неприменимостью метода распределенных источников в ближнем поле и присутствием неучитываемых дифракционных эффектов [3]. В качестве условий излучения для действительных источников поля выбирается волновое решение. Для мнимых источников поля в качестве условий излучения выбирается измененное решение для действительных источников, зависящее от механических свойств поверхности, угла падения волн и направленности излучателя. В любой расчетной точке рассматриваемого объема акустическое поле будет являться суперпозицией полей действительных и мнимых источников. Точность расчета параметров поля можно увеличить, вводя в рассмотрение мнимые источники высоких порядков отражений.

Данная методика позволяет получить распределение амплитудного и действующего значения избыточного звукового давления, а также представить изменение волнового поля в зависимости от количества, типа и расположения звуковых излучателей в ограниченном объеме.

Список литературы

1. , , Сухоруков волн. М.: Наука, 1979.

2. Миньковский помещений для звукопередачи. Л.: Наука, 1967.

3. Макриенко помещений и общественных зданий. М.: Наука, 1986.