聲壓級的案例
什么是響度？影響因素？
其計量單位是宋（sone），定義1kHz，聲壓級為40dB的純音的響度為1宋。
人耳對聲音的響度感受，不僅與聲壓級有關(guān)，還與頻率有關(guān)。相同聲壓級，不同頻率的聲音的響度感覺是不一樣的，聲壓幅值較小的聲音有可能比聲壓幅值較大的聲音具有更強的響度感覺。為了反映出人耳依據(jù)聲壓和頻率對聲音做出的主觀響度感受，上世紀(jì)20年代巴克豪森(Barkhausen)引入了響度級。巴克豪森是一位研究人員，他的名字縮寫B(tài)ark被命名為一個臨界頻帶率的單位（Bark域）。
聲壓有聲壓級，同樣，響度也有響度級。響度級定義以頻率1000Hz的純音作為基準(zhǔn)音，其他頻率的聲音聽起來與基準(zhǔn)音一樣響，該聲音的響度級就等于基準(zhǔn)音的聲壓級，單位為方（phon）。例如，頻率1000Hz，聲壓級為40dB的純音對應(yīng)的響度級為40方；聲壓級升高為50dB，響度級為50方；依此類推，如圖2所示，1000Hz的純音聲壓級為多高，其響度級則為多少。
圖2 響度級等于1kHz純音對應(yīng)的聲壓級
02
—
等響曲線
因為聲音的頻率不同，即使聲壓級相同，人耳對響度的主觀感受也有不同。為了描述人耳對聲音響度的主觀感受隨頻率變化的特性，提出了等響曲線的概念。等響曲線表明在可聽區(qū)域的不同頻率下，聲壓級達(dá)到多少才與特定聲壓級的1kHz純音的響度相同。根據(jù)這個定義，所有的等響曲線都必須經(jīng)過1kHz處的聲壓級，而該聲壓級用dB值表示，與用“方”表示的等響曲線的數(shù)值相同：40方的等響曲線在1kHz處必須通過聲壓級40dB處。
例如，某聲音的頻率為250Hz，聲壓級為50dB，其響度與頻率為1000Hz，聲壓級為40dB的純音響度相同，則該聲音的響度級為40方。
展開 基于射線追蹤法進行軌道車輛通過噪聲的測量和聲學(xué)模型驗證
記錄的聲壓級顯示在下面的圖4和5中。對于混凝土表面，來自聲源的聲壓級高于背景噪聲，但是對于道砟，低于200Hz的聲壓級可與測得的聲壓級媲美，這意味著低于200Hz的數(shù)據(jù)不能用于道砟吸收的反算。
圖4：混凝土表面的聲壓級。
圖5：道砟的聲壓級。
聲源功率估算
未在消聲室內(nèi)測量聲源功率，因此，如上所述，它必須從現(xiàn)有混凝土表面聲壓級測量結(jié)果與模擬模型中得出。這個想法是根據(jù)混凝土表面“完全”反射條件來反算源功率，假設(shè)該功率不受表面吸收的影響。
考慮了兩個不同的仿真模型，一個邊界元模型和一個射線追蹤模型，它們都是基于VA One軟件建立的。邊界元模型和射線跟蹤模型可以提供相似的結(jié)果，但是射線跟蹤是此應(yīng)用程序的首選，因為它具有更快的計算速度，不需要花費更多時間或精力來提高頻率，并且還能夠支持任何表面上的吸收和擴散效果。
圖6顯示了用于再現(xiàn)測試設(shè)置的光線跟蹤模型。
圖6：射線追蹤模型用于聲源功率預(yù)估。
建立了一個簡單的光線跟蹤模型，該模型將零吸收應(yīng)用于地面并具有單位功率（1 [W]），以在傳感器處獲得ATF。然后，根據(jù)測量的和模擬的單位響應(yīng)之比來縮放單位源功率，以獲得用于測量的實際功率譜。為此目的，開發(fā)了一種特殊的濾波器來消除兩個頻譜的共振和反共振。對每個頻率點執(zhí)行此操作，可以很好地估算測量中使用的源功率。
圖7：聲源功率譜。
吸收估計過程
在窄帶中比較了來自測量和模擬的聲壓級，并針對吸收和擴散進行了靈敏度分析。吸收和擴散強烈影響直接波和反射波的相互作用。對每個傳聲器進行了比較，通過將模擬擬合到測量上來找到混凝土、草皮和道砟的最佳吸收率，方法是在第三倍頻程頻帶中進行迭代的吸收變化，并解決窄帶中的射線追蹤模型。
展開 電動汽車電驅(qū)動高頻嘯叫噪聲評價方法研究
圖7 各車型電機階次最大的TNR（左圖）和聲壓級（右圖）對比
圖8 各車型減速器輸入齒輪階次最大的TNR（左圖）和聲壓級（右圖）對比
圖9 各車型減速器輸出齒輪階次最大的TNR（左圖）和聲壓級（右圖）對比
圖8和圖9右圖聲壓級規(guī)律與左圖的TNR完全不同。可以看出：減速器齒輪噪聲聲壓級幅值較分散：輸入齒輪階次在42～49 dB（A）之間均有分布；輸出齒輪階次則分布在50～60 dB（A）之間。在設(shè)定齒輪階次目標(biāo)時也不能簡單要求齒輪階次噪聲小于某一數(shù)值。
4 電動車電驅(qū)動嘯叫聲目標(biāo)設(shè)定方法
根據(jù)上述分析，可歸納出電動車車內(nèi)嘯叫聲的一般評價標(biāo)準(zhǔn)，如圖10所示。電驅(qū)動總成的主要階次可按照它們所處的頻率范圍設(shè)定相應(yīng)的TNR目標(biāo)。如要達(dá)到完全無嘯叫，則要求TNR≤1 dB（f＞1 kHz）和TNR≤2 dB（f＜1 kHz）。
圖10 電動車嘯叫噪聲TNR一般評價標(biāo)準(zhǔn)
確定各嘯叫階次的TNR目標(biāo)后，再參考原型車或樣車估計車輛的路噪、胎噪和風(fēng)噪頻譜，即可確定各嘯叫階次的聲壓級目標(biāo)。最后可根據(jù)空氣聲傳播函數(shù)和結(jié)構(gòu)聲傳播函數(shù)確定電驅(qū)動總成的單體NVH目標(biāo)。其設(shè)計思路如圖11所示。
圖11 電驅(qū)動總成NVH目標(biāo)設(shè)定方法
根據(jù)以上的分析，建議減速器輸入和輸出軸主動齒輪齒數(shù)盡可能選小一些，以便齒輪嘯叫聲頻率靠近路噪、胎噪和風(fēng)噪頻率，從而能被有效遮蔽。
5 結(jié)論
本文中選取了7款市場上流行的純電動汽車，針對車內(nèi)電驅(qū)動嘯叫進行了測試評價和分析。對全負(fù)荷工況下的車內(nèi)聲壓級、TNR和主觀評分進行了對比，結(jié)果表明TNR與主觀感受是一致的，而聲壓級的大小并不能直接用來評價嘯叫的顯著度。根據(jù)電驅(qū)動總成3個主要階次的TNR分布，得出對應(yīng)于電動汽車嘯叫顯著度的TNR數(shù)值范圍。
展開 在 COMSOL 中對瞬態(tài)聲學(xué)進行仿真
時間權(quán)重
現(xiàn)在，已經(jīng)對信號進行了頻率權(quán)重，接下來我們將計算時間計權(quán)聲壓和時間計權(quán)聲壓級。首先，我們將新計算的值
存儲為插值函數(shù)，其數(shù)據(jù)源是一個派生值結(jié)果表。這樣，我們就得到一個函數(shù)
，用于計算卷積。
插值函數(shù)的設(shè)置窗口。
為了計算卷積，添加了一個 1 維網(wǎng)格 數(shù)據(jù)集。使用的表達(dá)式如下所示。在表達(dá)式中，
是網(wǎng)格定義的積分變量坐標(biāo)。
是為移動指數(shù)權(quán)重函數(shù)而引入的一個新變量。substval() 中的主要表達(dá)式是 integrate(P_A_func(zeta)^2*f(t-zeta),zeta,0,t,1e-8)，它定義了 zeta 從 0 到某個變化量的積分
，積分容差為 1e-8. substval()。用一個當(dāng)前值
替換
，這使得卷積可以被計算出來。
用于計算時間計權(quán)聲壓的設(shè)置窗口。
時間計權(quán)聲壓和聲壓級的結(jié)果如下所示。請注意，必須及時解析信號才能使積分準(zhǔn)確。當(dāng)波形是純正弦波時，可能會發(fā)生一些有趣的事情。首先，隨著時間的增加，快速計權(quán)聲壓和快速計權(quán)聲壓級分別接近 RMS 和總聲壓級。對于純正弦曲線，可以根據(jù)卷積積分的解析解來檢查結(jié)果，卷積積分可以按部分(多次)積分得出。如果 A 權(quán)重壓力聲壓振幅為
，則解析解為
此外，時間常數(shù)也可以解釋為達(dá)到約 63% 等效水平的所需的時間。例如，以 dB 為單位的 63% 是
。所以，在
，時間計權(quán)聲壓級應(yīng)比等效聲壓級低約 2 dB（在這個示例中約為 84-82 dB）。
時間計權(quán)聲壓
聲壓級的結(jié)果圖。
時間平均
最后一步是計算時間平均聲壓級。我們將定義參數(shù)，包括平均持續(xù)時間、平均數(shù)以及積分的移動上限和下限。
展開 
電動汽車電驅(qū)動高頻嘯叫噪聲評價方法研究
圖7 各車型電機階次最大的TNR（左圖）和聲壓級（右圖）對比
圖8 各車型減速器輸入齒輪階次最大的TNR（左圖）和聲壓級（右圖）對比
圖9 各車型減速器輸出齒輪階次最大的TNR（左圖）和聲壓級（右圖）對比
圖8和圖9右圖聲壓級規(guī)律與左圖的TNR完全不同。可以看出：減速器齒輪噪聲聲壓級幅值較分散：輸入齒輪階次在42～49 dB（A）之間均有分布；輸出齒輪階次則分布在50～60 dB（A）之間。在設(shè)定齒輪階次目標(biāo)時也不能簡單要求齒輪階次噪聲小于某一數(shù)值。
4 電動車電驅(qū)動嘯叫聲目標(biāo)設(shè)定方法
根據(jù)上述分析，可歸納出電動車車內(nèi)嘯叫聲的一般評價標(biāo)準(zhǔn)，如圖10所示。電驅(qū)動總成的主要階次可按照它們所處的頻率范圍設(shè)定相應(yīng)的TNR目標(biāo)。如要達(dá)到完全無嘯叫，則要求TNR≤1 dB（f＞1 kHz）和TNR≤2 dB（f＜1 kHz）。
圖10 電動車嘯叫噪聲TNR一般評價標(biāo)準(zhǔn)
確定各嘯叫階次的TNR目標(biāo)后，再參考原型車或樣車估計車輛的路噪、胎噪和風(fēng)噪頻譜，即可確定各嘯叫階次的聲壓級目標(biāo)。最后可根據(jù)空氣聲傳播函數(shù)和結(jié)構(gòu)聲傳播函數(shù)確定電驅(qū)動總成的單體NVH目標(biāo)。其設(shè)計思路如圖11所示。
圖11 電驅(qū)動總成NVH目標(biāo)設(shè)定方法
根據(jù)以上的分析，建議減速器輸入和輸出軸主動齒輪齒數(shù)盡可能選小一些，以便齒輪嘯叫聲頻率靠近路噪、胎噪和風(fēng)噪頻率，從而能被有效遮蔽。
5 結(jié)論
本文中選取了7款市場上流行的純電動汽車，針對車內(nèi)電驅(qū)動嘯叫進行了測試評價和分析。對全負(fù)荷工況下的車內(nèi)聲壓級、TNR和主觀評分進行了對比，結(jié)果表明TNR與主觀感受是一致的，而聲壓級的大小并不能直接用來評價嘯叫的顯著度。根據(jù)電驅(qū)動總成3個主要階次的TNR分布，得出對應(yīng)于電動汽車嘯叫顯著度的TNR數(shù)值范圍。
展開 BK知識庫 | 什么是聲強和聲壓？
另一方面，聲壓是聲源輻射聲音能量的結(jié)果，這些能量轉(zhuǎn)移到特定的聲音環(huán)境中并在特定位置進行測量。聲功率是原因，聲壓是效果。
聲強與聲壓之間的關(guān)系
可以用熱來作為一個簡單的比喻，幫助了解 聲功率和聲壓之間的關(guān)系。
一個電加熱器具有一定的功率輸出，它輻射到一個房間，提高了房間的溫度。加熱器的功率輸出獨立于加熱器所在的房間。然而，房間內(nèi)的溫度會根據(jù)我們與加熱器的距離以及房間的特性而有所不同，例如房間的大小以及通過房間的墻壁和地板吸收或傳遞的熱量。
聲源的聲功率輸出與房間內(nèi)聲壓級之間的關(guān)系類似。從聲源輻射出來的聲能會提高房間的 聲壓級。聲源的聲功率級與房間獨立，但聲壓級將取決于我們 與聲源的距離和 房間的特性，這包括房間的大小，以及房間內(nèi)表面反射或吸收聲音的程度。
就像聲壓一樣，我們通常以分貝為單位表達(dá)聲強。這有時可能產(chǎn)生混淆——特別是當(dāng)省略參考值時。聲壓級的參考值為20μPa，而聲功率級的參考值為1pW。
選擇這些參考值，使得在一個完美的自由場，在傳播面積為1m 2的距離， 聲壓級和聲功率級相等。
為什么要決定聲功率級？
了解裝置的聲功率級非常有用。它允許我們客觀地比較不同裝置的聲音輸出，而不需要知道它們的測試環(huán)境或測量的距離。因此，聲功率級非常適合用于指定裝置的噪音發(fā)射限值，以及驗證是否符合限值。
由于聲功率級與聲音環(huán)境和測量位置無關(guān)，因此我們也可以計算在已知的聲音環(huán)境中，從裝置到特定位置的聲壓級。
例如，聲學(xué)顧問可能會使用機器的 聲功率級來計算在附近住所所產(chǎn)生的 聲壓級，如果要安裝在特定位置，則該機器將在附近住所產(chǎn)生的聲壓級。然后，顧問可以確定居所產(chǎn)生的噪音是否 符合有關(guān)規(guī)例，或是否應(yīng)設(shè)計或選擇不同、更安靜的機械設(shè)備。
展開 純電動汽車電機噪聲測試與分析方法研究
3.2.2 客觀評價方法
采用客觀評價和主觀評價相結(jié)合的方法對電機階次噪聲評價，客觀評價包含階次噪聲的相對值評價和絕對值評價，相對值評價是通過比較電機階次噪聲的聲壓級和總聲壓級來判斷階次噪聲在總聲壓級中是否明顯，其中總聲壓級包含電機階次噪聲和背景噪聲。當(dāng)電機階次噪聲的聲壓級比總聲壓級小5dB時，則說明電機噪聲相對于總聲壓級不明顯，反之則需要優(yōu)化。
以某一車型的電機噪聲為例，傳動軸為參考軸時，電機階次噪聲為582階，在整個加速過程中獲得582階的聲壓級，電機階次噪聲的階次寬度為階次的2%，包含電機階次噪聲和背景噪聲的總聲壓級階次寬度為階次的26%，得到的聲壓級比較如圖3所示，當(dāng)傳動軸轉(zhuǎn)速在760RPM時，電機階次噪聲的聲壓級僅比總聲壓級低3.4dB，目標(biāo)是比總聲壓級低5dB，所以 此轉(zhuǎn)速下電機噪聲是潛在的抱怨點。
絕對值評價方法是將待評價的車型電機階次噪聲和其他車型的電機階次噪聲比較，判斷該車型相對于其他車型是否有競爭優(yōu)勢。如圖11 所示，得到四個車型的電機階次噪聲，以待評價的車型A為例，相對于其他三個競爭車型，明顯比車型B和車型C有聲學(xué)優(yōu)勢，比車型D相比略有聲學(xué)優(yōu)勢。總體來看，該電機階次噪聲是同類型車型中最具競爭力的。
3.2.3主觀評價方法
主觀評價是電機階次噪聲客觀評價方法的依據(jù)，也是最終的接受標(biāo)準(zhǔn)，打分標(biāo)準(zhǔn)見表1。
按照表3的打分標(biāo)準(zhǔn)對圖11 涉及到的四種車型進行主觀評價并打分，得到表4的主觀評價結(jié)果，結(jié)果和圖11 的客觀測量數(shù)據(jù)吻合。
4 結(jié)語
基于純電動汽車電機噪聲在整車上的聲學(xué)特征，首先介紹了電動汽車電機噪聲的測試方法，包含測點布置和測試工況然后介紹了電機噪聲的分析方法，包含電機噪聲的識別，電機噪聲的客觀評價和主觀評價方法。
展開 FBD型礦用軸流式通風(fēng)機葉輪氣動噪聲的數(shù)值分析
以 Y 軸坐標(biāo)值 即噪聲計算點離所在截面圓心的距離為橫坐標(biāo)，計算點的最大聲壓級為縱坐標(biāo) ，對比同一截面不同點的聲壓級可得隨著離軸心距離的增加即從 葉根到葉尖的過程中，噪聲計算點的最大聲壓級先增大后減小。對比不同截面各計算點的聲壓級，發(fā)現(xiàn)截面 2 、1 的聲壓級曲線在截面 4、5 的上方即葉片前緣處的聲壓級大于后緣。
圖7 一級葉輪旋轉(zhuǎn)區(qū)域不同截面各計算點的最大噪聲分布圖
4.2 二級葉輪旋轉(zhuǎn) 區(qū)域噪聲計算點的數(shù)值計算結(jié)果分析
二級葉輪葉片數(shù) 目比一級葉輪少 ，其旋轉(zhuǎn)基頻隨之減小，由計算可得二級葉輪旋轉(zhuǎn)基頻為 500H z，其諧波頻率為IO00Hz、1500H z、2000Hz、2500H z。二級葉輪噪聲計算點的頻譜如圖8所示，在二級葉輪建立的坐標(biāo)系中，同樣以坐標(biāo)為(0，370，0)的計算點的噪聲頻譜圖為例(二級葉輪旋轉(zhuǎn)區(qū)域其他噪聲計算點的頻譜分布規(guī)律與此計算點類似) 所示，聲壓級較大峰值所對應(yīng)的噪聲頻率分別497．9H z、1504．5H z、2002．5H z、2500．5H z，其值與二級葉輪基頻及諧波頻率誤差較小。對 比一級葉輪的噪聲頻譜圖發(fā)現(xiàn)，雖然二級葉輪的氣動噪聲同樣 以旋轉(zhuǎn)噪聲為主，但對氣動噪聲的影響不如一級葉輪強烈，主要是因為當(dāng)氣體經(jīng)過一級葉輪后。由于二級葉輪反向轉(zhuǎn)動使得二級葉輪旋轉(zhuǎn)區(qū)域的紊流更加混亂從而導(dǎo)致渦流噪聲的產(chǎn)生，從圖8中可明顯看到在基頻及諧波頻率附近的聲壓級產(chǎn)生了較大的波動。
展開 BK知識庫 | 什么是聲強和聲壓？
因此，聲功率級非常適合用于指定裝置的噪音發(fā)射限值，以及驗證是否符合限值。
由于聲功率級與聲音環(huán)境和測量位置無關(guān)，因此我們也可以計算在已知的聲音環(huán)境中，從裝置到特定位置的聲壓級。
例如，聲學(xué)顧問可能會使用機器的
聲功率級
來計算在附近住所所產(chǎn)生的
聲壓級
，如果要安裝在特定位置，則該機器將在附近住所產(chǎn)生的聲壓級。然后，顧問可以確定居所產(chǎn)生的噪音是否
符合有關(guān)規(guī)例
，或是否應(yīng)設(shè)計或選擇不同、更安靜的機械設(shè)備。
如何測量聲功率？
聲功率可以根據(jù)聲壓或聲強度測量來確定。
有兩種方法可以從聲壓測量中確定聲功率：
直接法
和
比較法
。直接法最常用于
自由場環(huán)境
，但也可用于混響場。然而，比較法
僅用于混響場
。
在直接法中
，定義了包覆所測試裝置的虛構(gòu)表面，并在表面上的多個位置進行聲壓測量。這些聲壓級測量是在空間上平均和校正聲音環(huán)境的影響（例如背景噪音）。
一旦確定測量表面的平均聲壓級，只需調(diào)整表面面積與參考面積 1
m2
的比例，即可計算聲功率級。這是聲功率級等于聲壓級的地方。
比較法
有點不同。在此方法中，會使用具有
已知且穩(wěn)定
的聲功率級的參考聲源，在測試室內(nèi)進行聲壓測量，參考聲源在操作和正在測試裝置的情況下進行。接著，可透過比較所測量的聲壓級與每個聲源來計算接受測試裝置的聲功率級。
展開 應(yīng)用沙龍 | 電動零部件異響分析參數(shù)方案（一）
常規(guī)參數(shù)：
電動零部件異響問題首先應(yīng)考慮常見的聲學(xué)參數(shù)，比如聲壓級、響度、尖銳度、抖動度、粗糙度、突出比、音調(diào)度、特征頻帶、1/3倍頻程等相關(guān)參數(shù)，下面將詳細(xì)介紹這些參數(shù)的特點。
聲壓級（SPL)：
聲音在空氣中傳播時，空氣壓力會產(chǎn)生變化。傳聲器是專門測試聲音的傳感器，它將空氣壓力變化轉(zhuǎn)化為電信號，實現(xiàn)聲壓的采集。聲壓是最常見的聲學(xué)參數(shù)之一，很多其他的聲學(xué)參數(shù)都是由聲壓數(shù)據(jù)計算而得。聲壓級是評價聲音大小的參數(shù)，包括A計權(quán)聲壓級(A-weighted SPL)等，能夠反映不同頻段的聲音大小。最簡單的測試設(shè)備是手持式聲級計，或者使用多通道的PULSE系統(tǒng)，在Labshop或BK Connect軟件中測試得到聲壓級。
響度(Loudness)、
尖銳度(Sharpness)：
使用A計權(quán)聲壓級在評價聲音大小時，聲壓級數(shù)值大小與人對聲音大小的主觀感受仍然存在著一定的偏差，因此在聲壓級SPL基礎(chǔ)上，BK Connect提供了另一參數(shù)：響度（單位sone）和響度級（單位phon）。它們比A計權(quán)聲壓級更接近人耳對聲音大小的主觀感受，所以在評價聲音大小的主觀感受時，響度成為了主要參數(shù)。對于穩(wěn)態(tài)信號，通常使用穩(wěn)態(tài)響度。而對于非穩(wěn)態(tài)信號，則采用時變響度，計算出瞬態(tài)響度，包括最大值、最小值、平均值等，如右圖中的Nmax、Nmin、Nmean。
BK Connect提供了兩種響度計算模型：Zwicker模型和Moore-Glasberg模型。Zwicker模型使用一個傳聲器，假設(shè)這個傳聲器位于人頭中心位置，所以測試時不考慮人頭對聲場的影響。Moore-Glasberg模型使用耳膜位置的聲壓級計算響度，所以Moore-Glasberg模型不需要像Zwicker模型那樣假設(shè)聲場環(huán)境。
展開 技術(shù)干貨| 基于GT-SUITE往復(fù)式壓縮機進氣脈動噪聲特性仿真
針對不同排量和冷媒，分別測量進氣閥處的聲壓級
1）排量分別為15cc和21cc;
2）冷媒分別是R134a和R290；
圖3 測試聲壓級對比
圖3左圖是相同冷媒R134a下，不同排量對應(yīng)聲壓級，右圖是冷媒R290下，不同排量對應(yīng)的聲壓級。
消聲器模型建立：
沿管路脈動噪聲的傳遞是往復(fù)式壓縮機噪聲傳遞主要路徑，用戶可以搭建消聲器，以降低脈動噪聲，在GEM3D中搭建消聲器模型，如圖4所示
圖4. 消聲器GEM3D模型
壓縮機GT模型：
在GT-SUITE軟件中，搭建完整的壓縮機仿真模型。
圖5 壓縮機GT-SUITE模型
仿真結(jié)果:
仿真結(jié)果與試驗結(jié)果對比如圖6所示，紅線為仿真結(jié)果，藍(lán)線是試驗結(jié)果，不同排量不同冷媒下仿真聲壓級曲線均與試驗結(jié)果吻合良好，驗證了仿真模型準(zhǔn)確性，進而可以在仿真模型基礎(chǔ)上進行噪聲優(yōu)化。
圖6 計算SPL與試驗SPL對比
模型優(yōu)化:
從以下三個角度考慮對進氣口噪聲進行優(yōu)化：
延長增壓管長度；
降低閥體剛度；
增加閥塞
1、延長增壓管長度:
紅線是原狀態(tài)的SPL曲線，藍(lán)線是延長增壓管長度后的SPL曲線，由對比可知，延長增壓管長度會降低進氣噪聲聲壓級，冷媒是R134a時更明顯。
展開 
干貨分享--響度感知
兩噪聲響度匹配時，帶寬恒為210Hz的噪聲的聲壓級相對于可變帶寬噪聲的帶寬的函數(shù)圖，噪聲信號的中心頻率均為1420Hz。每個曲線的標(biāo)號為用dB表示的可變帶寬噪聲的總體聲壓級。
圖5是一個正弦信號的刺激模式和比響度模式，并用了聲壓級為60dB的、帶寬不同的的噪聲，采用了Moore的模型進行計算的。隨著帶寬的上升至CBL，“比響度”模式的尖端變低，但是變寬，頂端的減少可以用兩邊的增加來彌補，而整個形狀的總面積保持著幾乎是一個恒值。當(dāng)帶寬上升到超過CBL，兩邊的增加要比頂端的減少的大的多了，這時總面積增加了，所以表示的響度也提升了。既然響度的提升有賴于不同特征頻率下的“比響度”的疊加，所以通常用“響度疊加”來描述響度的增加。
圖5. 上半部分圖顯示的聲壓級60dB時1kHz的正弦信號的刺激圖，同時給出了不同帶寬噪聲，所有的中心頻率都是1kHz聲壓級為60dB。帶寬為20，60，140，300，620和1260Hz。隨著帶寬的增加，圖的高度變低了但是變寬了。下半部分圖是根據(jù)上半部分圖的刺激圖算出的“比響度”圖，在帶寬升至140Hz時，“比響度”圖的面積是不變的，帶寬變高時，總體面積上升。
以上，人對聲音響度的主觀感知，跟頻率，持續(xù)時間，帶寬和客觀量的強度有一個相當(dāng)復(fù)雜的關(guān)系，某些方面的研究還存在一定的爭議。不過已知的這些信息，已經(jīng)能夠指導(dǎo)我們在音頻工作上做一些改進。
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展開 基于多體動力學(xué)的發(fā)動機噪聲預(yù)測與輕量化
圖15 發(fā)動機缸體減重前后及優(yōu)化后的總聲壓級對比
4.3 發(fā)動機缸體優(yōu)化后的試驗驗證
對減重、優(yōu)化后的樣機進行振動噪聲測試。通過對比優(yōu)化前后的數(shù)據(jù)，驗證發(fā)動機整機聲學(xué)仿真模型的合理性。圖16 示出發(fā)動機氣門罩蓋點的噪聲頻譜圖。從圖16中可以看出，優(yōu)化后的整機氣門罩蓋點的噪聲頻譜分析明顯好于減重的方案，在500～5 000 Hz 范圍內(nèi)優(yōu)化效果明顯，整體表現(xiàn)為在中高頻率的優(yōu)化效果顯著。
圖16 發(fā)動機氣門罩蓋點噪聲頻譜圖
原方案、減重方案及優(yōu)化方案的氣門罩蓋上方場點的平均聲壓級對比圖，如圖17 所示，優(yōu)化后的聲壓級曲線在1 000～6 000 r/min 工況下確實比減重后的聲壓級降低了很多，而且與原方案的聲壓級基本保持一致，并且整體表現(xiàn)在中高轉(zhuǎn)速下優(yōu)化效果明顯，與仿真值的結(jié)果吻合較好，說明發(fā)動機有限元模型及噪聲邊界元模型對于解決噪聲問題是可信、高效的。
圖17 發(fā)動機缸體減重前后與優(yōu)化后試驗總聲壓級對比
5 結(jié)論
基于柔性體多體動力學(xué)，結(jié)合有限元理論得出了發(fā)動機表面振動激勵的結(jié)果，并且對標(biāo)發(fā)動機振動試驗結(jié)果，最終得出的發(fā)動機表面加速度級仿真結(jié)果與其試驗結(jié)果擬合完全一致，驗證了多體動力學(xué)模型的真實性。
通過聲學(xué)邊界元方法和五點測試方法，構(gòu)建了發(fā)動機1 m 噪聲仿真模型，利用噪聲試驗驗證了仿真結(jié)果的最大誤差在允許范圍內(nèi)。
展開 基于統(tǒng)計能量分析方法的工程車輛駕駛室聲學(xué)包優(yōu)化 附統(tǒng)計能量分析原理及其應(yīng)用下載
模型上的聲載荷
保持不變，計算司機頭部聲腔的平均聲壓級，對比聲學(xué)包優(yōu)化前后的噪聲值大小，對比結(jié)果見圖7。
從司機耳旁聲壓級改進前后仿真值對比圖中可以看出，聲學(xué)包優(yōu)化方案實施后，司機耳旁聲壓級有明顯降低。400Hz～1600Hz范圍內(nèi)，司機耳旁聲壓級降低了3dB～5dB；2000Hz～5000Hz范圍內(nèi)，司機耳旁聲壓級降低了5dB～10dB。
對工程車輛按照優(yōu)化方案進行實車改進，并進行60km/h勻速行駛工況噪聲測試。測試結(jié)果（見表3）表明，聲學(xué)包優(yōu)化方案實車實施后，司機耳旁噪聲在400Hz～5000Hz范圍內(nèi)降低了3.1dB。
3 結(jié)束語
（1）本文基于統(tǒng)計能量分析方法建立了包含駕駛室車身面板結(jié)構(gòu)和內(nèi)外聲腔子系統(tǒng)的聲學(xué)仿真模型，采用試驗方法獲取聲激勵數(shù)據(jù)，輸入聲學(xué)包材料特性參數(shù)，以60km/h勻速行駛工況作為計算工況，分析預(yù)測了400Hz～5000Hz頻率范圍內(nèi)的工程車輛駕駛室司機耳旁噪聲。對比試驗結(jié)果，頻譜趨勢基本一致，驗證了統(tǒng)計能量分析方法預(yù)測噪聲的有效性。
（2）根據(jù)SEA模型計算結(jié)果，進行了司機頭部聲腔的輸入功率貢獻(xiàn)量分析，確定主要噪聲輸入路徑為中部地板、側(cè)窗玻璃泄露位置及兩側(cè)地板，進一步得到聲學(xué)包的優(yōu)化方案。仿真結(jié)果表明，聲學(xué)包改進前后，司機耳旁聲壓級在400Hz～5000Hz頻率范圍內(nèi)有明顯降低。聲學(xué)包方案實施后，聲學(xué)包優(yōu)化方案司機耳旁聲壓級降低了3.1dB。統(tǒng)計能量分析方法為聲學(xué)包優(yōu)化提供了一種可行的方法。
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展開 干貨分享：聲學(xué)基礎(chǔ)知識
前面我們講過，聲音是空氣分子的振動，振動的空氣分子對它通過的截面就會產(chǎn)生額外的壓力，這種額外的壓力我們就稱之為聲壓。聲壓比之大氣壓要小得多得多，舉個例子，一個聲壓僅僅相當(dāng)于大氣壓的一萬分之一的聲音就足以把人的耳朵振聾。 物理學(xué)家引入了聲壓級（spl）來描述聲音的大小：我們把一很小的聲壓p0=2х10-5帕作為參考聲壓，把所要測量的聲壓p與參考聲壓p0的比值取常用對數(shù)后乘以20得到的數(shù)值稱為聲壓級，聲壓級是聽力學(xué)中最重要的參數(shù)之一，單位是分貝（db）。
其二我們要了解的概念是聽力級（hl），前面所討論的聲壓級是比較客觀的聲學(xué)參數(shù)，而在聽力學(xué)中我們經(jīng)常要討論的是人耳聽到了什么，而不僅僅是測量到了什么。人耳不是一個很好的測量聲音的儀器，因而聽力學(xué)家引入了聽力級這個概念來更好地解釋人耳聽到的聲音的大小。
前面我們講過聲壓級是基于一個參考聲壓p0=2х10-5帕來定義的，即每個不同頻率上的零分貝聲壓級（0dbspl）對應(yīng)的聲壓都是2х10-5帕。而零分貝聽力級（0dbhl）的定義則不同，聽力學(xué)家通過大量的實驗把正常人耳在某個頻率上剛剛能聽見的聲音大小的平均值定義為零分貝聽力級（0dbhl）。
聲壓級（spl）和聽力級（hl）兩個概念單位都是分貝，但概念卻不同，聲壓級描述的是聲音的物理特性，聽力級描述的是人耳感覺的聲音。很多電聲學(xué)的概念如助聽器的增益、信噪比、聽閾值、聽力損失等，單位都是用分貝，但概念都不同。許多用分貝來作測量單位的參數(shù)都是拿一個參數(shù)與另外一個參數(shù)比較得來的。比如，助聽器的增益gain是把放大后的聲壓跟輸入的聲壓作比較；信噪比是把信號的強度跟噪聲的強度作比較。這些概念都是在聽力學(xué)中都是非常重要的。
五、 噪聲
談到助聽器，必然談到噪聲，下面就一些與噪聲有關(guān)的概念作一個解釋：
噪聲的定義：
1.從主觀需要的角度來看：所有不希望存在的聲音都可稱之為噪聲。
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