聲強的案例
Acoustic——聲壓、聲強、聲功率之間的區別與聯系
除了聲壓之外，還有另外兩個非常重要的參數——聲強和聲功率。先講講聲強，在《聲學基礎》中是這樣定義它的：通過垂直于聲傳播方向的單位面積上的平均聲能量流，也叫平均聲能量流密度，單位為w/㎡?？梢岳斫鉃楫斅暡ㄔ诖怪庇趥鞑シ较蛏蠁挝幻娣e的聲能量越多時，聲強就越大，聲音就越強，因此聲強是表示聲音強弱的一個客觀物理量。聲強和聲壓一樣，都是用于描述聲場的，那為什么有了聲壓還需要借助聲強呢？因為聲壓是標量，有局限性，不能描述聲能的幅值和流速，而聲強是有大小和方向的矢量，包含了更多信息，可以用于確定并量化噪聲源及其傳遞路徑、確定結構的聲傳遞損失等。除此之外，聲壓的測量雖然簡單，但是非常容易受到環境影響（背景噪聲/反射等）而導致較大的誤差，往往需要在特定的消聲室或者混響室內進行測量，但是聲強的測量具有方向性，受現場影響比較小，可以消除背景噪聲的影響進行現場，因此目前聲強測量也在被廣泛應用于實際的聲學研究中。與聲壓級對應，為了更容易描述變化量較大的聲強范圍，聲強也引入了聲強級的概念，具體公式如下：
I: 測量聲強
I0:基準聲強（1.e-012W/㎡）
聲強是單位面積上的聲能量流，那么對整個聲源的表面積進行積分計算，得到的結果就是該聲源在單位時間內向外輻射的聲能，也就是聲功率。聲功率是聲源本身的屬性，它的值與觀察者的位置或距離都無關，是一個恒定的參量，因此聲功率可以用來衡量一個聲源的聲輻射能力，但是與聲壓、聲強不同，聲功率不能直接測量，只能通過測量聲壓或聲強后間接計算得出。
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除了聲壓之外，還有另外兩個非常重要的參數——聲強和聲功率。先講講聲強，在《聲學基礎》中是這樣定義它的：通過垂直于聲傳播方向的單位面積上的平均聲能量流，也叫平均聲能量流密度，單位為w/㎡?？梢岳斫鉃楫斅暡ㄔ诖怪庇趥鞑シ较蛏蠁挝幻娣e的聲能量越多時，聲強就越大，聲音就越強，因此聲強是表示聲音強弱的一個客觀物理量。聲強和聲壓一樣，都是用于描述聲場的，那為什么有了聲壓還需要借助聲強呢？因為聲壓是標量，有局限性，不能描述聲能的幅值和流速，而聲強是有大小和方向的矢量，包含了更多信息，可以用于確定并量化噪聲源及其傳遞路徑、確定結構的聲傳遞損失等。除此之外，聲壓的測量雖然簡單，但是非常容易受到環境影響（背景噪聲/反射等）而導致較大的誤差，往往需要在特定的消聲室或者混響室內進行測量，但是聲強的測量具有方向性，受現場影響比較小，可以消除背景噪聲的影響進行現場，因此目前聲強測量也在被廣泛應用于實際的聲學研究中。與聲壓級對應，為了更容易描述變化量較大的聲強范圍，聲強也引入了聲強級的概念，具體公式如下：
I: 測量聲強
I0:基準聲強（1.e-012W/㎡）
聲強是單位面積上的聲能量流，那么對整個聲源的表面積進行積分計算，得到的結果就是該聲源在單位時間內向外輻射的聲能，也就是聲功率。聲功率是聲源本身的屬性，它的值與觀察者的位置或距離都無關，是一個恒定的參量，因此聲功率可以用來衡量一個聲源的聲輻射能力，但是與聲壓、聲強不同，聲功率不能直接測量，只能通過測量聲壓或聲強后間接計算得出。
展開 聲功率測量的終極方案：深入解析聲強法的原理、優勢與應用
聲學測量和聲學理論并非總是并行發展，Rayleigh勛爵有影響力的著作《聲音理論》的出版奠定了現代聲學的基礎。聲強是該理論的基礎，但是，在整整一百年后，才出現一種完全實用的測量聲強的方法。
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聲壓和聲功率
聲源輻射功率，從而產生聲壓。聲功率是原因，聲壓就是結果。
思考下這個類比，電加熱器將熱量散發到室內，而溫度則是結果，溫度也是使我們感到冷或熱的物理量。房間中的溫度顯然取決于房間本身、隔熱材料以及是否存在其他熱源。但是對于相同的電源輸入，加熱器發出的功率實際上與環境無關。聲功率和聲壓之間的關系相似。我們聽到的是聲壓，但這是由聲源發出的聲功率引起的。
我們用傳聲器聽到或測量的聲壓取決于與聲源的距離以及存在聲波的聲環境（或聲場），這又取決于房間的大小和表面的吸聲性。因此，通過測量聲壓，我們并不能夠量化機器發出的噪音。我們必須找到聲功率，因為此物理量基本與環境無關，并且是描述聲源的唯一參數。
什么是聲強
任何振動的機械部件都會輻射出聲能。聲功率是輻射能量的速率（每單位時間的能量）。聲強描述通過單位面積的能量流率。在國際單位制中，單位面積為1平方米。因此，聲強的單位是瓦特/平方米。
聲強還提供方向的量度，因為在某些方向上會存在能量流，而在另一些方向上則不會。因此，聲強既具有幅度又具有方向性，因此是矢量。另一方面，壓力是標量，因為它僅具有大小。通常，我們在法線方向上（相對于90°）相對于指定單位面積的強度進行測量，聲能流過該單位面積。
還需要清楚的是，聲強是單位面積能量流的時間平均速率。在某些情況下，能量可能會來回傳播，這將無法衡量，如果沒有凈能量流，就沒有凈強度。
在下圖中，聲源正在輻射能量。
展開 聲壓、聲強、聲功率區別與聯系
我們常常能聽到“聲壓為55dB”、“聲功率太小”等字眼，這些都是用來描述聲音的物理量，但聲壓、聲強、聲功率同時出現，就容易混淆概念，弄不清其中的區別與聯系，下面我們來一一解析這三個詞。
三者的定義
聲壓：聲音傳遞時，聲波傳播擾動介質，使得介質內部產生的壓強變化叫做聲壓，單位為Pa。
聲強：單位時間內，通過與聲波前進方向垂直的單位面積上的聲能定義為聲強，單位為W/m2。聲強是矢量（有大小和方向），也可以簡單地認為：
某點的聲強=（瞬時聲壓ⅹ瞬時速度）的平均值
聲功率：聲功率定義為聲源在單位時間內向外輻射的聲能，單位為W。
三者的聯系
我們都知道，描述聲音的三個參數是聲壓、聲強和聲功率，它們之間有一定的關系。
聲功率與聲強：兩者有直接的關系，觀察兩者的單位（W與W/m2）可以發現以面積為變量，對聲強求積分來得到聲功率的值。
聲壓：在特定的聲學環境中，在一定位置，使用聲壓計可以測量出可感知聲源的聲壓。
聲功率與聲壓：在一個有電暖氣的房間中，暖氣散發出一定功率的熱能，所以從暖氣片中散發出來的熱能與環境無關，不受環境的影響。但是房間中的溫度與房間中的熱能環境有關，不同位置的溫度可能不一樣。類似地，放置在房間中的音箱輻射出一定功率的聲能，但是聲壓取決于聲學環境和在房間中距聲源的距離，如下圖所示。聲功率是“根源”，聲壓是聲源引起的“影響”。
展開 
聲場中的能量關系：聲能量密度、聲能流密度、聲強
三、聲強I（聲波強度acoustic intensity）
定義：聲場中某點的聲能流密度矢量模值的時間均值，為聲場該點的聲波強度。簡稱聲強。記作I。
也可表述為：聲場中某點的聲強是，單位時間內該點通過與聲傳播方向垂直的單位面積的聲能量的平均值。
（MKS）制中，基本單位：J/m2s=W/m2（瓦特/米2）
在諧和律變化的聲場中，聲波強度決定于聲壓和振速的振幅值和它們之間的相位差。
平面駐波場中，p和u相位差為π/2.
通過任意波面的聲波強度為零。但并不意味著聲場中沒有能量。
也可以用“聲強級”（SIL）表示聲波強度（聲強）的大?。?內容來源：公眾號?；萍?版權歸作者所有
展開 聲強的理論與測量
即使在所有其他機器或組件都在輻射噪聲的情況下，也可以在單個機器或單個組件上進行測量，因為穩定的背景噪聲對基于聲強的聲功率測量沒有任何影響。
由于聲強既可以指示方向也可以指示幅度，因此在
定位聲源
時也非常有用。因此，可以就地研究
復雜振動機械的輻射方向圖
。
聲場
聲場是有聲音的區域。根據聲波傳播的方式和環境將其分類。下面將描述一些例子，并討論聲壓和聲強之間的關系。僅在下面描述的前兩個特殊情況下，才確切知道這種關系。
自由場
該術語描述了在
沒有反射的理想自由空間中
的聲音傳播。這些條件在露天環境中（足夠遠離地面）或在消聲室中發生，在消聲室中，所有撞擊墻壁的聲音都被吸收了。自由場傳播的特征是，每次到聲源的距離加倍時，聲壓級和聲強級（沿聲傳播方向）下降6 dB。這只是平方反比定律的陳述。聲壓和聲強（僅幅度）之間的關系也是已知的。它提供了一種找到聲功率的方法，國際標準ISO 3744、3745和3746中對此進行了描述。
擴散場
在擴散場中，聲音
被反射了很多次
，以至于它在各個方向上以相同的幅度和概率傳播。該聲場是在混響室中近似得出的。盡管凈聲強為零，但是存在一個理論關系，該關系將房間中的壓力與單側聲強Ix關聯起來。這是一個方向上的聲強，忽略了相等且相反的分量。單側聲強無法通過聲強分析儀進行測量，但它仍然是一個有用的量：通過測量聲壓，我們可以使用聲壓與單側聲強之間的關系來找到聲功率。
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什么是聲強
聲強測量的應用
如何計算聲強
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展開 BK知識庫 | 什么是聲強和聲壓？
如何測量聲功率？
聲功率可以根據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，只需調整表面面積與參考面積 1m 2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 已知且穩定的聲功率級的參考聲源，在測試室內進行聲壓測量，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。
從聲強測量中確定聲功率的過程與直接測量聲壓方法非常類似。但由于聲強是時間平均的向量，因此比基于聲壓的測量更適合于存在背景噪聲和混響的情況。這使得基于聲強的聲功率測定特別適合于現場測量。
使用哪些標準？
聲功率測定有許多標準，適用于許多不同類型的噪聲源，在不同的聲學環境中測量，并達到不同的精確度。目前現行標準的詳細討論不在本文的范圍內；不過，我們可以大致描述一下。
我們首先可以分為 「基本標準」和 「噪聲測試代碼」?；緲藴手付烁鞣N聲學環境和準確度等級中所有類型產品的聲功率決定方法。因此，它們只會針對所測試裝置的操作和安裝條件提供一般建議。
另一方面， 噪聲測試代碼特定于特定類型的噪聲源，并指定安裝和操作條件的詳細要求，以及識別應使用的基本標準。一般而言，如果裝置存在噪聲測試代碼，則應使用該代碼。
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BK知識庫 | 聲壓—殘余聲強指數及動態能力
向聲強測量系統的兩個通道饋入完全相同的聲信號，所測量的聲壓級與指示的聲強級之差。以分貝表示，指數通常為正。
The pressure-residual intensity index for a given measurement system is defined as the difference between the measured sound pressure level and the indicated intensity level when the intensity probe is placed in a zero intensity sound field. It is expressed in decibel and the index will normally be positive.
聲強測量系統的動態能力通過從聲壓-殘余聲強指數中減去K來確定，即
The dynamic capability of an intensity measurement system is determined by substracting K,
當K為7 dB（誤差1 dB）或10 dB（誤差0.5 dB）。
which is 7 dB (survey grade) or 10 dB (engineering and precision grades) from the pressure-residual intensity index.
使用雙聲壓傳聲器法，給定傳聲器間距 r 的聲場和測量系統指示器之間的關系如下所示。
展開 BK知識庫 | 什么是聲強和聲壓？
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。
從聲強測量中確定聲功率的過程與直接測量聲壓方法非常類似。但由于聲強是時間平均的向量，因此比基于聲壓的測量更適合于存在背景噪聲和混響的情況。這使得基于聲強的聲功率測定特別適合于
現場測量
。
使用哪些標準？
聲功率測定有許多標準，適用于許多不同類型的噪聲源，在不同的聲學環境中測量，并達到不同的精確度。目前現行標準的詳細討論不在本文的范圍內；不過，我們可以大致描述一下。
我們首先可以分為
「基本標準」
和
「噪聲測試代碼」
?；緲藴手付烁鞣N聲學環境和準確度等級中所有類型產品的聲功率決定方法。因此，它們只會針對所測試裝置的操作和安裝條件提供一般建議。
另一方面，
噪聲測試代碼
特定于特定類型的噪聲源，并指定安裝和操作條件的詳細要求，以及識別應使用的基本標準。一般而言，如果裝置存在噪聲測試代碼，則應使用該代碼。
在沒有噪聲測試代碼的情況下，可以使用基本標準ISO 3740：2019聲學—噪聲源聲功率級的測定—基本標準的使用準則概述了聲功率測定的基本標準。這可用于選擇適當的標準，同時考慮測試環境和設備、測試的組件特性，以及所需的準確度。
展開 一種中型乘用汽車表面噪聲的聲強測試分析
一種中型乘用汽車表面噪聲的聲強測試分析<BR><Font color=#FF0000><B>.PS.:</B>該帖附件于2006-09-14 08:44:17被starliu評為3星級，為發貼者加分60。</Font><BR><Font color=#FF0000><B>點評:</B></Font>
一種中型乘用汽車表面噪聲的聲強測試分析.pdf
Abaqus聲學分析
基本物理量
1) 聲壓
設氣體的初始壓強為P0，受到聲擾動后，壓強為P0+P。則這個壓強改變量就稱為聲壓，單位為Pa，一般取其有效值。
2) 聲壓級
聲壓級（Sound Pressure Level）定義為聲壓得有效值與基準聲壓的有效值之比的常用對數20倍，（取分貝單位），即
式中，Pe是測量聲壓，Pr是參考聲壓，Pr通常取2×10-5 Pa，它是人耳對1kHz空氣聲所能感覺到的最低聲音的聲壓。
3) 聲強
聲強（Sound Intensity）是指在垂直于傳播方向上單位面積上通過的平均聲能量流，即
4) 聲強級
聲強級（Sound Intensity Level）定義為聲強和參考聲強之比的常用對數的10倍，即
式中，基準聲強I0取10-12 W/m2為可聽最小聲強。
5) 聲功率級
聲功率級（Sound Power Level）定義為聲功率與基準聲功率之比的常用對數的10倍，即
式中，基準聲功率W0取10-12 W。
3. 實例模型說明
我們用下面的模型來說明分析流程
4. 材料屬性設定
Abaqus中模擬聲音傳播的材料需要的物性參數為兩個，Density和Acoustic Medium，分別輸入密度和體積模量（因為聲波是縱波），如下圖：
這里輸入了空氣的材料性能。在Abaqus中聲速公式統一用來計算，這本就是液體的聲速公式。密度沒什么問題，關鍵是體積模量k。對于氣體中的聲速，就有K=rP，P是壓強，r為絕熱系數，如該氣體可認為是理想氣體，則其絕熱系數r就是定壓比熱容與定容比熱容之比，即；固體中聲速的計算公式為，于是就有，是泊松比。
材料對聲能的吸收可以用Volumetric Drag coefficient來描述，其表達式為，F是力，V是體積，v是速度。
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