三、用波動(dòng)聲學(xué)處理室內(nèi)聲學(xué)問題
用波動(dòng)聲學(xué)處理室內(nèi)聲學(xué)問題，即是從聲波波動(dòng)的物理本質(zhì)出發(fā)，求解滿足一定邊界條件的聲波動(dòng)方程。這里僅限于討論駐波及房間共振現(xiàn)象。
(一)駐波
駐波是駐定的聲壓起伏，由兩列在相反方向上傳播的同頻率的聲波相互疊加而形成，波腹和波節(jié)的位置固定。
(二)兩個(gè)平行墻面間產(chǎn)生駐波的條件
兩個(gè)平行墻面之間維持駐波狀態(tài)的條件為：
式中f——共振頻率，Hz；
L——兩平行墻面間的距離，m
c——聲速，m／s2
n——不為零的正整數(shù)，1，2，3，…，∞，每一個(gè)數(shù)對(duì)應(yīng)一個(gè)振動(dòng)方式。
(三)矩形房間的聲共振
1．矩形房間的共振頻率
在矩形房間的三對(duì)平行表面間也可產(chǎn)生共振，稱為軸向共振。除了三個(gè)方向的軸向共振外，聲波還可在兩維空間內(nèi)出現(xiàn)駐波，稱為切向共振，此外，還會(huì)出現(xiàn)斜向共振。矩形房間的共振頻率為：
式中Lx，Ly，Lz——分別為房間的長、寬、高，m；
nx，ny，nz——零或任意正整數(shù)，不同時(shí)為零。
選擇任一組nx、ny、nz不同時(shí)為零的非負(fù)整數(shù)，即對(duì)應(yīng)一種振動(dòng)方式。從上式可以看出，房間尺寸的選擇，對(duì)共振頻率有很大影響。
2．共振頻率的簡并
某些振動(dòng)方式的共振頻率相同時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)共振頻率的重疊現(xiàn)象，稱為共振頻率的簡并。
在出現(xiàn)簡并的共振頻率上，那些與共振頻率相當(dāng)?shù)穆曇魰?huì)被加強(qiáng)，造成頻率畸變，使人們感到聲音失真，產(chǎn)生聲染色。同時(shí)，這種簡并現(xiàn)象還將導(dǎo)致某些頻率的聲音能量，特別是低頻聲，在空間分布上的不均勻。
為了克服簡并現(xiàn)象，使聲音分布均勻，可采取以下措施：
(1)選擇合適的房間尺寸、比例和形狀。房間長、寬、高的比值選擇為無理數(shù)時(shí)，可有效地避免共振頻率的簡并。在這方面，正方體的房間是最不利的。
(2)將房間的墻面或頂棚做成不規(guī)則形狀，在墻面或頂棚上布置聲擴(kuò)散構(gòu)件，或不規(guī)則地布置吸聲材料，可在一定程度上克服共振頻率的簡并現(xiàn)象。
用波動(dòng)聲學(xué)處理室內(nèi)聲學(xué)問題，即是從聲波波動(dòng)的物理本質(zhì)出發(fā)，求解滿足一定邊界條件的聲波動(dòng)方程。這里僅限于討論駐波及房間共振現(xiàn)象。
(一)駐波
駐波是駐定的聲壓起伏，由兩列在相反方向上傳播的同頻率的聲波相互疊加而形成，波腹和波節(jié)的位置固定。
(二)兩個(gè)平行墻面間產(chǎn)生駐波的條件
兩個(gè)平行墻面之間維持駐波狀態(tài)的條件為：
式中f——共振頻率，Hz；
L——兩平行墻面間的距離，m
c——聲速，m／s2
n——不為零的正整數(shù)，1，2，3，…，∞，每一個(gè)數(shù)對(duì)應(yīng)一個(gè)振動(dòng)方式。
(三)矩形房間的聲共振
1．矩形房間的共振頻率
在矩形房間的三對(duì)平行表面間也可產(chǎn)生共振，稱為軸向共振。除了三個(gè)方向的軸向共振外，聲波還可在兩維空間內(nèi)出現(xiàn)駐波，稱為切向共振，此外，還會(huì)出現(xiàn)斜向共振。矩形房間的共振頻率為：
式中Lx，Ly，Lz——分別為房間的長、寬、高，m；
nx，ny，nz——零或任意正整數(shù)，不同時(shí)為零。
選擇任一組nx、ny、nz不同時(shí)為零的非負(fù)整數(shù)，即對(duì)應(yīng)一種振動(dòng)方式。從上式可以看出，房間尺寸的選擇，對(duì)共振頻率有很大影響。
2．共振頻率的簡并
某些振動(dòng)方式的共振頻率相同時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)共振頻率的重疊現(xiàn)象，稱為共振頻率的簡并。
在出現(xiàn)簡并的共振頻率上，那些與共振頻率相當(dāng)?shù)穆曇魰?huì)被加強(qiáng)，造成頻率畸變，使人們感到聲音失真，產(chǎn)生聲染色。同時(shí)，這種簡并現(xiàn)象還將導(dǎo)致某些頻率的聲音能量，特別是低頻聲，在空間分布上的不均勻。
為了克服簡并現(xiàn)象，使聲音分布均勻，可采取以下措施：
(1)選擇合適的房間尺寸、比例和形狀。房間長、寬、高的比值選擇為無理數(shù)時(shí)，可有效地避免共振頻率的簡并。在這方面，正方體的房間是最不利的。
(2)將房間的墻面或頂棚做成不規(guī)則形狀，在墻面或頂棚上布置聲擴(kuò)散構(gòu)件，或不規(guī)則地布置吸聲材料，可在一定程度上克服共振頻率的簡并現(xiàn)象。