摘 要

声传播衰减是指在声波传播时，通过波束发散、吸收、反射、分散等削弱声音能量的现象。在声音传播中，声音能量的损耗会导致测量数据的不同。声衰减是不能完全消除的，所以差异必然存在，而声衰减所造成的影响有好有坏，研究声传播衰减项计算方法对声的声学特性的研究和控制有着重要的意义。因此进行“户外声传播无建筑地面衰减项计算方法研究”具有一定实际工程应用价值。

本文以某户外无建筑地面作为研究对象，利用波动理论和声线分析法相关知识，对户外声传播无建筑地面衰减项计算方法进行研究。学习波动理论及MATLAB公式编程，使用MATLAB进行计算，使用LMS Virtual.Lab 进行仿真计算，得到衰减结果。再利用商用软件进行仿真计算，然后分析前提条件完全相同情况下理论值与仿真值的数据之间的关系。对数据进行了比较，仿真的结果较好的拟合了理论值，略有偏差。因此使用LMS Virtual.Lab 进行仿真计算声传播衰减项是可行的。仿真所得的研究结论对于声传播衰减项计算具有重要的指导意义。

关键词：声传播；衰减；声线分析法；亥姆霍兹；波动理论

Abstract

Attenuation of sound propagation refers to the phenomenon that sound energy is weakened through beam divergence, absorption, reflection and dispersion when sound waves are transmitted.In the propagation of sound, the loss of sound energy will lead to different measurements.Sound attenuation cannot be completely eliminated, so differences must exist, and the influence caused by sound attenuation is both good and bad. The study on the calculation method of sound propagation attenuation term is of great significance to the study and control of acoustic characteristics of sound.Therefore, the study on the calculation method of outdoor sound propagation without building ground attenuation term has some practical engineering application value.

In this paper, an outdoor floor without building is taken as the research object, and the calculation method of outdoor sound propagation without building floor attenuation is studied by using the relevant knowledge of wave theory and linear analysis.Learn wave theory and MATLAB formula programming, use MATLAB for calculation, use LMS Virtual.Lab for simulation calculation, get attenuation results.Commercial software is used for simulation calculation, and then the relationship between theoretical value and simulation value is analyzed under the same premise.Compared with the data, the simulation results fit the theoretical values well, with a slight deviation.Therefore, it is feasible to use LMS Virtual.Lab to simulate and calculate the attenuation term of sound propagation.The simulation results have important guiding significance for the calculation of attenuation term of sound propagation.

Key Words：Sound Propagation; Attenuation;Acoustic Analysis ; Helmholtz：Wave Theory

目录

第 1 章 绪论 1

1.1 研究背景及目的意义 1

1.2 研究状况及发展趋势分析 1

1.3 主要研究内容及技术路线 3

1.3.1研究内容 3

1.3.2研究目标 3

1.3.3技术方案及措施 3

1.4 本章小结 4

第 2 章 理论基础及软件平台 5

2.1国标户外声传播的衰减计算 5

2.2声衰减 5

2.2.1扩散衰减 6

2.2.2 吸收衰减和散射衰减 6

2.2.3 衰减系数和衰减率系数 6

2.3波动方程理论 6

2.4声线分析法 7

2.5亥姆霍兹方程 7

2.6软件平台 7

2.7本章小结 8

第3章 软件建模及计算 9

3.1LMS Virtual.Lab建模及计算 9

3.2 MATLAB计算求解Helmholtz方程 15

3.2.1新建脚本求解 15

3.2.2 PDE求解 20

3.3本章小结 23

第4章 使用商用软件进行计算 24

4.1模型建立 24

4.2仿真计算参数设置 24

4.3结果显示及输出 26

4.4本章小结 28

第5章 分析研究数据 29

第6章 结论及展望 31

6.1本文总结 31

6.2 未来展望 31

参考文献 33

致谢 35

第 1 章 绪论

1.1 研究背景及目的意义

世界卫生组织(WHO)表示，世界性的噪音公害已成为严重影响国民健康和生活质量的问题，并劝告政府和地区将噪音公害列入环境保护计划。《中华人民共和国环境噪声污染防治法》于1997年起施行。该法案的目的是防止和控制噪音公害，保护居民健康，改善生活环境，促进社会经济发展。2008年10月1日，中国环境保护部修订公布了社会生活环境噪音排放标准和声学环境质量标准，进一步严格控制生活、交通、工业噪音排放。同时，随着中国国际地位的提高，对噪音指数的要求越来越高。继空气污染之后，噪音公害成为公共卫生上第二个隐藏的危险。噪音带来的负面影响也在增大。噪音的排除和管理已经成为社会进步不可缺少的问题之一^[1]。为了解决噪音问题，必须要涉及声传播衰减项的相关计算。

在这种国内外形势下，在噪声测量分析及控制的研究方面到达更高的水平，对我国的发展极为有利。其中声传播衰减项的计算方法研究是极为重要的一部分。