【摘要】：具有周期排列形式的散射體是建筑聲學(xué)中一種常見的聲學(xué)擴(kuò)散結(jié)構(gòu),針對(duì)各種室內(nèi)環(huán)境中最為常見的周期矩形輪廓散射體,基于光柵方程發(fā)展了一種散射性質(zhì)預(yù)測算法,并利用此方法對(duì)矩形輪廓散射體的散射性質(zhì)進(jìn)行了預(yù)測及分析。先詳細(xì)介紹預(yù)測算法的推導(dǎo)過程,此算法僅利用散射體的幾何參數(shù)及入射波參數(shù)即可計(jì)算各個(gè)階次反射波的能量,從而對(duì)散射性質(zhì)進(jìn)行預(yù)測。通過對(duì)不同算例散射系數(shù)的計(jì)算及對(duì)比證明了預(yù)測算法具有良好的正確性及計(jì)算效率,并利用預(yù)測算法對(duì)周期矩形輪廓散射體的散射性質(zhì)進(jìn)行分析。分析表明其具有缺級(jí)散射、對(duì)稱散射性質(zhì),這些性質(zhì)不但可以使周期矩形輪廓散射體在室內(nèi)聲學(xué)擴(kuò)散問題中得到更加合理的應(yīng)用,還使其有潛力在其他領(lǐng)域,如噪聲控制、空間濾波等問題中發(fā)揮重要的作用。
【圖文】：

了一種散射性質(zhì)快速預(yù)測算法，可根據(jù)散射體的幾何參數(shù)求得各個(gè)階次反射波的能量，此方法可對(duì)周期矩形輪廓散射體的散射系數(shù)、指向性散射性質(zhì)進(jìn)行快速計(jì)算及預(yù)測。論文首先詳細(xì)介紹了快速預(yù)測算法的推導(dǎo)過程;然后利用無規(guī)入射散射系數(shù)及方向入射散射系數(shù)的對(duì)比計(jì)算分析了快速計(jì)算方法的正確性與適用性;最后利用快速計(jì)算方法對(duì)周期矩形輪廓散射體的指向性散射性質(zhì)進(jìn)行了預(yù)測分析，分析表明此種散射體具有缺級(jí)散射、對(duì)稱散射的性質(zhì)。1散射性質(zhì)預(yù)測算法假設(shè)一束具有單位幅值的平面波入射到具有周期矩形輪廓的散射體上(見圖1)，散射體的周期長度為L，凹槽長度為l，高度為H，入射波的聲壓可表示為pi(x，y)=e－jk(sinθix－cosθiy)(1)式中:θi為入射角;k=2π/λ為波數(shù);λ為波長。與光柵類似，周期型的聲學(xué)散射體同樣具有可用光柵方程所表示的柵格效應(yīng)［18-19］，在二維平面內(nèi)，散射波的階次及方向可根據(jù)光柵方程求得sinθs=sinθi+nλL，n=0，±1，±2，…(2)式中:θs為散射角;λ為入射波的波;n為散射波的階次;n=0即代表鏡面反射波。圖1周期矩形輪廓散射體及入射波示意圖Fig．1Schematicoftheperiodicdiffuserwithrectangularprofileandtheincidentwave為了計(jì)算反射波的能量，現(xiàn)對(duì)階次為n、散射角為θs的反射波進(jìn)行分析。由于矩形輪廓的散射體具有凹槽結(jié)構(gòu)，上述反射波應(yīng)來源于兩部分:①被散射體頂面所反射的入射波，此處假設(shè)其傳播路徑為Path1;②來源于進(jìn)入凹槽內(nèi)部，，經(jīng)過多重反射之后的入射波，其傳播路徑為Path2。以圖1中所示的散射體頂面為參考線，沿兩個(gè)路徑的聲波經(jīng)過反射后所傳播的距離分別為dis1=0dis2=H1cosθi+1cosθ(){s(3)則?

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本文編號(hào)：2580481