三维声强法在测量吸声系数中的应用

作     者：高艺帆 

作者单位：华南理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王红卫

授予年度：2020年

学科分类：08[工学] 081304[工学-建筑技术科学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 0813[工学-建筑学] 

主      题：三维声强 侧向吸声系数 入射角测量 数值仿真 

摘      要：材料的吸声系数测量是建筑声学测量工程的重要一环。传统的测量吸声系数方法主要有混响室法和驻波管法,这类方法易受实验条件限制,在实际工程的应用中有一定的局限性。本文使用四传声器声强探头,基于所测量三维声强的矢量特性,通过前后两次分别测量被测试件和全反射板反射的声强幅值来计算相应的吸声系数。该方法无需对材料进行裁剪,对测量环境要求低,可测量0°～90°范围内的任意角度吸声系数并可同时测量出入射角,具有测量方便、适用性广、实用性高等优点。研究主要从以下四个方面展开:一、对三维声强法测量吸声系数的理论开展研究。本研究从双探头的一维声强法出发,逐步探索拓展为四探头的三维声强测量体系,为接下来的实验研究搭建好理论框架体系。二、利用Matlab对于该理论体系进行数值仿真以初步探讨该测量体系的精确度,借助计算机快速的运算能力来探究频率、入射角度、材料自身吸声系数等因素对整个测量体系精度的影响,从而能更好的确定下一步的实验研究方向。三、利用Labview搭建一套简洁易懂的实验操作软件系统,使得测量者能够更加便利的得到想要的测量结果。四、对该测量体系进行实验室验证,从而能进一步的探究该测量体系的精确度和有效性。最后,仿真结果表明,该系统的吸声系数测量误差大小与测量的频率、所测量材料自身吸声系数的大小以及入射角度有关。测量的方向性误差与测量的频率及入射角度有关。实验结果表明,该测量系统在630Hz～4000Hz频率的吸声系数与仿真值误差范围为±0.02～±0.10间,方向性误差1°到6°间,从0°到80°的不同入射角方向性误差为1°～3.5°间,满足测量精度的要求,具有一定的可行性。