应用有限元法分析小房间室内声场

论文摘要

基于几何声学模型模拟室内声场的方法已较成熟,但该方法无法准确预测低频域和小空间内的声场。对于小房间来说,特别是在低频段,房间尺寸、形状及比例对室内音质有较大影响。尺寸比例和形状上合理的小房间,可以克服共振频率的简并及低频驻波的影响。这需从波动声学出发进行研究。本文首先运用COMSOL Multiphysics软件,通过有限元法计算一小房间声场,并将模拟计算得到的声场参数与实测值相对比,两者符合良好。在此基础上,本文初步讨论了房间比例和房间形状对小房间声场的影响,运用有限元法模拟计算了低频域各房间的声场参数,简正模式及声场分布等。研究结果表明,声学有限元法可真实地反映房间的波动特征,也能较为准确地模拟计算室内低频声场参数。在体积一定的情况下,房间比例和房间形状对声场参数的影响较小,但对低频声场分布有较大影响。研究结果对小房间声学设计具有指导意义。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文研究内容
• 第二章 室内声场有限元基本方程
• 2.1 声学基本方程和房间共振
• 2.2 室内声场有限元基本方程
• 第三章 利用有限元法计算室内声场参数
• 3.1 COMSOL Multiphysics 软件简介
• 3.2 计算流程
• 3.3 矩形房间声场有限元仿真计算
• 3.3.1 房间模型
• 3.3.2 计算参数设置
• 3.3.3 模拟结果
• 3.4 实验测试
• 3.5 实测与模拟结果分析
• 3.6 本章小结
• 第四章 不同形状比例房间室内声场分布研究
• 4.1 房间比例对矩形房间声场的影响
• 4.1.1 长、宽、高比为1：1：1 的矩形房间
• 4.1.2 长、宽、高比值为1.6：1.3：1 的矩形房间
• 4.1.3 声场参数比较
• 4.1.4 简正模式分布
• 4.1.5 受声点平均频率响应
• 4.2 房间形状对声场的影响
• 4.2.1 梯形不对称房间
• 4.2.2 弧形后墙对称房间
• 4.2.3 两房间声场参数比较
• 4.2.4 两房间的简正模式分布
• 4.2.5 两房间受声点平均频率响应
• 4.3 结果讨论分析
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间取得的研究成果
• 致谢
• 附件