點聲源

點聲源（Point source）亦稱“球面聲源”或“簡單聲源”，為機械聲源中最基本的輻射體。在自由場條件下，它向各個方向均勻地輻射聲能。當聲源的尺度遠小於其發射聲波的波長時，它的各部分振動的相位近似相同，所產生的聲場在以此聲源為中心的球面上呈均勻分布，則不管輻射體是什麼形狀，都可看作點聲源。

基本介紹

• 中文名：點聲源
• 外文名：Point source
• 別稱：球面聲源或簡單聲源
• 屬性：機械聲源
• 特徵：聲源尺度遠小於發射聲波的波長
• 舉例：開動的單台機械裝置等

簡介

假如聲源很小（其幾何尺寸比聲波波長小得多或傳播距離小很多），並且聲源的指向性不強時，可以把此聲源近似作為點聲源。例如：工廠的排氣裝置、開動的單台機械裝置及田野中的收割機等遠場分析時可作為點聲源。點聲源輻射的聲波以聲源為中心按近似球面波的方式向外輻射。實際上，這是把有限尺寸的聲源在給定物理條件（尺度遠小于波長）下，抽象地看作一個沒有尺度的點，這種科學的抽象，為研究問題帶來很大的方便。

實際聲源近似為點聲源的條件

從理論上可以認為任何形狀的聲源，只要聲波波長遠遠大於聲源幾何尺寸，該聲源就可視為點聲源。在聲環境影響評價中，利用上述定義和理論來認定點聲源是有一定困難的。簡單的近似是，對於單一聲源，如聲源中心到預測點之間的距離超過聲源最大幾何尺寸2倍時，該聲源可近似為點聲源。由眾多聲源組成的廣義噪聲源，例如道路、鐵路交通或工業區（它可能包括有一些設備或設施以及在場地內往來的車輛等），可通過分區用位於中心位置的等效點聲源近似。將某一分區等效為點聲源的條件是：

（1）分區內聲源有大致相同的強度和離地面的高度、到預測點有相同的傳播條件；

（2）等效點聲源到預測點的距離d應大於聲源最大尺寸2倍（d>2 H_max），如距離較小（d≤2 H_max），總聲源必須進一步劃分為更小的區；

（3）等效點聲源的聲功率級等於分區內各聲源聲功率級的能量和。

在符合上述條件的情況下，可用等效聲源計算的聲衰減表示這一分區的聲衰減。

聲壓級計算公式

兩個點聲源的合成聲壓級的表達式為：

式中：L_p1、L_p2分別為兩個點聲源，在聲場中某點Q產生的聲壓級。

當L_p1=L_p2時，

因此可以得出一個重要結論：聲壓級加倍，總聲壓級只增加3 dB。

若某一點聲源在Q處的聲壓級加倍，此時總聲壓級變為：

由此可得出另一個重要結論：單個點聲源聲壓加倍，總聲壓級增加6 dB。

距離發散衰減公式

在自由聲場（自由空間）條件下，點聲源的聲波遵循著球面發散規律，按聲功率級作為點聲源評價量，其衰減量公式為：

式中：△L—距離增加產生的衰減值，dB；

r—點聲源至受聲點的距離，m。

如果已知點聲源A的聲功率級L_WA（也可為聲功率級），且聲源處於自由空間，則r處的A聲級為：

聲源處於半自由空間，則r處的A聲級為：

由上述公式可得，在距離點聲源r₁處至r₂處的衰減值為：

幾何發散衰減公式

無指向性點聲源幾何發散衰減的基本公式為：