穿孔板的吸声特性取决于板的厚 度、孔径、穿孔率、板后空气层 厚度等因素。
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穿孔板共振吸声结构
穿孔板共振吸声结构的共振频率：
fn
=
c0
2π
nS lV
或
fn
=
c0
2π
qS lh
式中，n为穿孔板孔数，l为小孔有效径长，S为单孔截 面积，h为空腔深度，q为穿孔率。
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z 使用吸声材料可以降低室内混响时间。在建筑设计中一般使用玻璃 纤维、矿渣棉、甘蔗板、木丝板、泡沫塑料等多孔性吸声材料。多 孔性吸声材料是靠其中的孔隙，或狭窄的空气通道，使声波在孔隙 或通道中受到摩擦和粘滞性损失，以及材料中细小纤维的振动，把 声能转化为热能的。多孔性吸声材料在高频时吸声效果好，但其低 频时的吸声效果较差。
噪声分析与控制
吴九汇
机械工程学院 振动与噪声控制工程研究所
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第七章 工程噪声控制技术
内容介绍
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工程常规噪声控制技术
工业噪声控制的不同阶段流程图
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工程常规噪声控制技术
（1）从声源上控制噪声（很多情况下很困难）
（2）从声传播路径上控制噪声
使用吸声材料，当声波通过这些材料时能有效地吸收声 能，并使其转变为热能而消耗
z 除了使用吸声材料外，采用共振吸声结构和微穿孔板吸声结构是室内 噪声控制的有效措施。
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单腔共振吸声结构
单腔共振吸声结构即Helmholtz吸声器，由一个刚性空腔和
（一簧颈这又个；口样称连颈时三声通口，者容外处在组，界的颈成的与小口了颈声空处一口弹气产个组性柱生等K成具摩效a互。有擦声为空一阻学倒腔定尼振数中的，动关的声因系系空质而统）气量具。，具有Ma类，有一似当一定于声定的一波的声个入声阻弹射顺Ra到，Ca
在声传输途径上改变声阻抗使声波发生反射而控制噪声
① 隔声结构，如一般工业机械噪声控制中常用的隔声罩或建筑声学中常用 的固体隔声壁；
② 在通风管道、进排气管道或液压管路中使用的抗性消声器
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室内噪声的控制
z 现代厅堂、剧院、录音室等需要对室内噪声进行声学设计和噪声控制。
z 混响时间是评定厅堂音质的第一个物理指标。混响时间则和直达声、 反射声、混响声的相互关系有关。如果回声比较强，混响时间较长， 就会使人听不清楚；但如果没有回声，又会使人觉得声音发“干”， 不好听。
可以得到 tW + rW = 1
这就是能量守恒的关系。
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中间插管的传声特性
中间插管情形的声强透射系数公式
tI
=
4 cos2
4 kD + (S21 + S12 )2 sin2
kD
从此式看到，声波经过中间插管的透射，不仅同主管 和插管的截面积比值有关，还与插管的长度有关。
z
大量实验表明，原来的声音和第一个强回声之间的时间间隔如果不超
过50毫秒，那么就感觉不到回声而感到声音增强；而如果时间间隔扩
大，就会听到回声，这就是哈斯效应。因而在设计厅堂时，要计算直
达声和反射声的时间差不要超过50毫秒，也就是直达声经过的路径和
反射声经过的路径差不要超过17米
z
对各种不同房间，各种不同用途，最佳混响时间的长短是不同的。
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声强得反射系数与透射系数
rI
= ( S21 −1)2 S21 +1
tI
=
It It
=4 (S12 +1)2
为了反映突变截面管中得声传播的能量关系，写出 平均声能流或功率的透射系数
tW
=
It S2 Ii S1
=
4S12 (S12 +1)2
而声功率反射系数与声强反射系数相同，即
rW = rI
实验表明，小房间最佳混响时间为1.06秒，房间体积增加，最佳混
响时间也增加，到100000立方米的房间最佳混响时间达到2.4秒。
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室内噪声的控制
z 不同的演出内容，最佳混响时间是不一样的。报告厅对混响时间的 要求就是不要太长，使先后发的音节不互相混淆，所以混响时间应 该偏短。各种音乐演奏要求的混响时间差别较大，轻音乐、爵士乐 等节奏快而鲜明，混响时间要短一些，才有鲜明的节奏感；而对于 教堂音乐、风琴音乐，节奏慢，声音悠长，混响时间要长一些，这 样演奏起来显得庄严肃穆。
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管道噪声的控制
突变截面管
声波在两根不同截面的管中传播
一般来说，后面的管 S2对前面的管 S1是一个声负
载，因而也会引起部分声波的反射和透射。
在管接口处存在如下两种边界条件： 1） 声压连续
2） 体积速度连续
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在界面附近声场是非均匀的,因而这里如果提出法向速度连续 的条件是不合适的,由于界面处质点不会聚集。根据能量守恒 定律,体积速度总应连续,假设声场不均匀区远小于声波波长, 因而可以把这一区域看成一点,而在此区域以外的声波仍恢复 平面波传播,所以可以近似的获得体积速度连续的条件
将其代入到方程中，得到：
uA
=
Ra
+
pA
j⎜⎜⎝⎛ωM a
−
1
ωCa
⎟⎟⎠⎞
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穿孔板共振吸声结构
穿孔板是通过板材的选择以及孔 的布置，具有一定的装饰效果。
在板材上，以一定的孔径和穿孔 率打上孔，背后留有一定厚度的 空气层，就成为穿孔板共振吸声 结构。
实际上是单腔共振吸声结构的一 种组合形式，二者的吸声机理相 同。同样，该结构在共振频率附 近具有很高的吸声系数，但在偏 离共振频率处吸声系数明显减小。
S1(vi + vr ) = S2vt
可以解得声压比
rp
=
par pai
=
S21 −1 S21 +1
其中：
S21 =
S1 S2
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声波的反射与截面面积比值有关：
r 当 S2< S1： p >0,相当于声波遇到“硬”边界； r 当 S2> S1 ： p <0,相当于声波遇到“软”边界； 当 S《2 S1 ：rp ≈ 1 ，相当于声波遇到刚性壁； 当 S2 》S1 ：rp ≈ −1 ，这好像声波遇到“真空”边界。
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设空气柱的宽度为l，截面积为S，空腔体积为V，空气柱的体积速度为u，
假设入射声波为简谐声波，即，则该声学振动系统的运动微分方程如下：
∫ M a
du dt
+
Rau
+
1 Ca
u d t = p A e jωt
式中：
Ma
=
ρ0l
S
Ca
=
1 Ka
=
V
ρ
0ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
c
2 0
令方程的解为： u = u A e jωt