Спецкурс кафедры акустики

ФИЗИКА ШУМОВ И ВИБРАЦИЙ. ОСНОВЫ АКУСТИЧЕСКОЙ ЭКОЛОГИИ

5 курс, 10 семестр, 32 часа


Цель спецкурса: изучение студентами физических закономерностей генерации шума и вибрации, основных источников, методов снижения и методов измерений шума и вибрации, моделирования процессов генерации и распространения шума и вибрации, основ акустической экологии; приобретение навыков решения прикладных задач.


Программа


1. Общая характеристика шума и вибрации. Воздействие шума и вибрации на человека. – 1 ч.

2. Общая характеристика источников шума и вибрации – 1 ч.

3. Основы теории шума гидродинамического происхождения. Уравнение Блохинцева-Хоу, акустическая аналогия Лайтхилла. – 2 ч.

4. Шум турбулентного пограничного слоя. Шум винта. -2ч.

5. Диссипативные и реактивные системы подавления шума и вибрации. Физические принципы звуко- и виброизоляции в реактивных системах. - 1ч.

6. Прохождение волны через жидкий слой. Волновой резонанс. – 1 ч.

7. Интерференционные глушители шума в каналах. – 2 ч.

8. Виброизоляция. Динамическое гашение колебаний. – 2 ч.

9. Прохождение звука через тонкую упругую пластину. Резонанс совпадений. – 2 ч.

10. Прохождение звуковых волн через пластину ограниченных размеров. Незеркальное отражение. Прохождение звука через тонкую цилиндрическую оболочку. – 2 ч.

11. Вибропоглощающие покрытия. Активные методы гашения шума и вибрации. – 1 ч.

12. Звукопоглощающие системы. Назначение, применение, требования. Типы звукопоглотителей. – 1 ч.

13. Резонансные звукопоглотители (РЗП). – 2 ч.

14. Наклонное падение звука. Поглощение в диффузном поле. Многослойные РЗП. Низкочастотные РЗП. – 2 ч.

15. РЗП при высоких уровнях звука. – 1 ч.

16. Шумомеры и виброметры. Основы акустической интенсиметрии и термоанемометрии. – 2 ч.

17. Реверберационная и заглушенная камеры. Интерферометры. – 1 ч.

18. Акустическое моделирование и критерии подобия. – 1 ч.

19. Основы психологической акустики. Параметры раздражения и параметры восприятия звука. Пороговые значения. Особенности слуха. Единицы измерения громкости звука и частотных интервалов. – 4 ч.


Литература:


1. Кравчун П.Н. Генерация и методы снижения шума и звуковой вибрации. - М.: Изд-во МГУ, 1991.

2. Кравчун П.Н., Лебедева И.В. Физика шумов и вибраций (методические разработки). - М.: Физич. ф-т МГУ, 1988, 1991.

3. Лебедева И.В. Методическое пособие по спецкурсу кафедры акустики «Физика шумов и вибраций. Акустические проблемы экологии» (часть 3). М.: Физический факультет МГУ, 2009.

4. Колесников А.Е. Шум и вибрация. - Л.: Судостроение, 1988.

5. Борьба с шумом на производстве. - М.: Машиностроение, 1985.

6. Авиационная акустика. В 2-х тт. - М.: Машиностроение, 1986.

7. Современные проблемы аэромеханики. - М.: Машиностроение, 1987.

8. Боголепов И.И. Промышленная звукоизоляция. - Л.: Судостроение, 1986.

9. Шендеров Е.Л. Волновые задачи гидроакустики. - Л.: Судостроение, 1972.

10. Ржевкин С.Н. Курс лекций по теории звука. М.: МГУ, 1960.

11. Цвиккер К., Костен К. Звукопоглощающие материалы. М: ИЛ, 1952.

12. Колесников А.Е. Акустические измерения. Л.: Судостроение, 1983.

13. Шик А. Психологическая акустика в борьбе с шумом. – СПб: БГТУ, 1995.

14. Кузнецов В.М. Основы теории шума турбулентных струй. – М.: Физматлит, 2008. – 240 с.

15. Николайкина Н.Е., Николайкина Н.И., Матягина А.М. Промышленная экология. Инженерная защита биосферы от воздействия воздушного транспорта. – М.: Академкнига, 2006. – 239 с.



Методические рекомендации. При изучении соответствующих разделов спецкурса рекомендуется демонстрировать студентам реальные приборы для измерения шума и вибраций в действии (шумомер, термоанемометр и др.), установки для исследования средств снижения шума (акустические интерферометры и др.), приводить примеры из реальной практики снижения шума и вибрации (фотоматериалы, конкретные результаты решения практических задач и т.п.), давать студентам расчетные задачи прикладной направленности. Следует провести 3-4 контрольные работы по основным разделам курса с последующим их разбором. Студентам рекомендуется обращать особое внимание не только на общие физические закономерности, но и на методы решения практических задач, стремиться сопоставлять эффективность различных методов снижения шума и вибрации в конкретной ситуации.


Примерный список вопросов к зачету

Единицы и шкалы измерения шума.

Частотные полосы для измерений шума (октавные, ½-октавные, 1/3-октавные), границы и центральные частоты.

Эффект маскировки, его физический смысл.

Уравнение Лайтхилла, Тензор турбулентных напряжений Лайтхилла.

«Акустическая аналогия» Блохинцева – Хоу, основные источники шума в рамках этой аналогии.

Спектр шума турбулентной струи.

Основные методы снижения шума турбулентной струи.

Зависимость интенсивности шума турбулентной струи от скорости истечения.

Взаимный по пространству спектр турбулентных пульсаций давления в пограничном слое.

Псевдозвук, физический смысл и практические примеры.

Спектр шума винта.

Представление о шумовой карте аэропорта. Акустическая экология аэропорта.

Снижение частоты резонансного звукопоглотителя.

Резонансные звукопоглотители.

Звукоизоляционные свойства плоскопараллельного слоя.

Источники шума и вибрации.

Использование интерферометров для измерения акустических характеристик материалов и конструкций.

Измерение интенсивности в звуковых полях методом двух микрофонов.

Удельный импеданс поверхности и коэффициент отражения от звукопоглощающей конструкции.

Использование термоанемометра.



Программу составили к.ф.-м.н., доц. П.Н. Кравчун,

к.ф.-м.н., ст.н.с. И.В.Лебедева